нагревательное устройство с встроенным термоблоком для машины для приготовления напитков

Формула изобретения

1. Встроенное нагревательное устройство (1, 2, 3, 4) для машины для приготовления жидкой пищи или напитков, в которой жидкость циркулирует через вышеуказанное нагревательное устройство и затем направляется в варочную камеру, например в корпус для капсулы или чалда, для варки ингредиента пищевого продукта или напитка, подаваемого в вышеуказанную варочную камеру, в частности ингредиента, подаваемого в варочную камеру в капсуле или чалде, содержащее:

- термоблок с металлической массой (1), которая включает в себя впускное отверстие, выпускное отверстие и нагревательную камеру, расположенную между ними, для образования прохода для направления вышеуказанной жидкости, циркулирующей по вышеуказанной массе, предназначенной для накопления тепла и передачи тепла в вышеуказанную жидкость; и

- один или несколько электрических компонентов, например датчики (70), плавкие вставки (75) и/или компоненты (60) электропитания, жестко прикрепленные к термоблоку или в нем и соединенные с печатной платой (4) и/или гибкой платой (4'), предназначенной для управления вышеуказанным термоблоком и, по усмотрению, другими функциями вышеуказанной машины для приготовления жидкой еды или напитков,

отличающееся тем, что

вышеуказанные один или несколько электрических компонентов жестко соединены с вышеуказанной печатной платой и/или гибкой платой, в частности с помощью жестких штыревых разъемов (11, 51, 61, 73), или пластин, или жестких элементов со штепселем (11, 51) и гнездом (80, 71).

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что один или несколько электрических компонентов прикреплены на металлической массе или в ней и представляют собой датчики температуры, или плавкие вставки, или расходомеры, или резисторные нагреватели, или амперметры, или регуляторы электрической мощности.

3. Устройство по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что электрический компонент крепится в полости металлической массы или с помощью подпружиненного элемента или полость образует гнездо для штепселя, содержащего данный компонент.

4. Устройство по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что вышеуказанные один или несколько электрических компонентов содержат компонент электропитания, например резистивный нагреватель, и/или выключатель питания, который жестко соединен с помощью жесткого разъема электропитания и жесткого соединителя электропитания, имеющего гнездо для размещения жесткого электрического разъема, при этом жесткий соединитель является упругим, в частности, выполнен из одной или нескольких упругих пластин с целью обеспечения смещений гнезда для самопозиционирования гнезда вокруг разъема и обеспечения электрического контакта между разъемом и соединителем.

5. Устройство по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что содержит печатную плату, помещенную в герметичный и/или термо- и электрически изолированный корпус, например пластиковый корпус, который механически крепится к термоблоку, в частности, с помощью защелок, и который имеет одно или несколько отверстий для прохода электрических соединителей для соединения с печатной платой, например одного или нескольких электрических компонентов, которые жестко крепятся на термоблоке или в нем.

6. Устройство по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что содержит гибкую плату, прикрепленную к поверхности термоблока, при этом гибкая плата имеет, в частности, внутреннюю сторону, которая обращена к термоблоку и которая включает в себя резистивный нагреватель в форме нагревательной фольги, и наружную сторону, к которой дополнительно жестко крепятся один или несколько электрических компонентов.

7. Устройство по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что вышеуказанная печатная плата и/или гибкая плата предназначена для управления термоблоком и/или другими функциями, например, насосом или электрическим интерфейсом машины для приготовления жидкой пищи или напитков.

8. Устройство по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что нагревательная камера в металлической массе является удлиненной в направлении протекания жидкости через массу и содержит верхний проточный участок, за которым следует идущий вниз проточный участок, при этом эти участки имеют суженное сечение для увеличения скорости жидкости на всем протяжении верхнего и идущего вниз проточных участков для исключения накопления пузырьков в верхнем проточном участке.

9. Машина для приготовления жидкой пищи или напитков, содержащая:

- варочную камеру, например корпус для капсулы или чалда, для варки ингредиента пищевого продукта или напитка, в частности ингредиента, подаваемого в варочную камеру в капсуле или чалде, за счет циркуляции нагретой жидкости; и

- встроенное нагревательное устройство (1, 2, 3, 4) с термоблоком, имеющее металлическую массу (1) по любому из пп.1-8, для нагрева и подачи циркулирующей жидкости в варочную камеру.

10. Машина по п.9, характеризующаяся тем, что впускное отверстие, выпускное отверстие и нагревательная камера металлической массы совместно образуют жесткий проход, в частности жесткий безнапорный проход, для направления жидкости, циркулирующей через вышеуказанную массу.

11. Машина по п.10, характеризующаяся тем, что термоблок содержит верхнюю часть варочной камеры, которая образована вышеуказанной металлической массой или жестко крепится в ней, так что жесткий проход металлической массы продолжается в варочную камеру.

12. Машина по п.11, характеризующаяся тем, что содержит нижнюю часть, имеющую выпускное отверстие для выпуска жидкой пищи или напитков и взаимодействующую с верхней частью для образования варочной камеры, при этом нижняя часть и верхняя часть могут перемещаться по отдельности или могут перемещаться вместе для подачи вышеуказанного ингредиента в варочную камеру и его выпуска из нее.

13. Машина по п.12, характеризующаяся тем, что верхняя часть и металлическая масса являются неподвижными; нижняя часть может перемещаться к верхней части и от нее или верхняя часть и металлическая масса могут целиком перемещаться к нижней части и от нее, а нижняя часть является неподвижной или может перемещаться.

14. Машина для приготовления жидкой пищи или напитков по пп.9-13, содержащая:

- цепь (57) электропитания, соединяемую с источником электропитания;

- нагреватель, получающий питание от цепи электропитания; и

- устройство (200) с плавкой вставкой, находящееся в термической связи с нагревателем и соединенное с цепью электропитания; устройство с плавкой вставкой предназначено для размыкания цепи электропитания с источником электропитания, если нагреватель превышает предел температуры.

характеризующаяся тем, что

устройство (200) с плавкой вставкой является реверсивным и содержит выключатель (205) для автоматического размыкания цепи электропитания, когда нагреватель превышает вышеуказанный предел температуры; пользователь может переключать выключатель для замыкания цепи электропитания, если нагреватель имеет температуру ниже вышеуказанного предела температуры; устройство с плавкой вставкой содержит, в частности, исполнительный механизм (201), предназначенный для выталкивания штыря, стержня или поршня (202) вплотную к выключателю пользователя, когда нагреватель превышает вышеуказанный предел температуры, так чтобы привести в действие выключатель пользователя и разомкнуть цепь (57).

15. Машина по п.14, характеризующаяся тем, что устройство (200) с плавкой вставкой имеет исполнительный механизм (201), содержащий термомеханический компонент, который находится в термической связи с нагревателем (1) и который механически приводит в действие выключатель (205) пользователя для размыкания электрической цепи (57), когда нагреватель превышает предел температуры; термомеханический компонент содержит, в частности, элемент, который запоминает свою форму, или элемент из биметаллической пластины.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к нагревательному устройству с встроенным термоблоком для нагрева жидкости в машине для приготовления жидкой пищи и напитков.

Уровень техники

Машины для приготовления жидкой пищи и напитков известны в течение ряда лет, например, US 5,943,472 описывает систему циркуляции воды между водяным резервуаром и камерой распределения горячей воды или пара машины для приготовления эспрессо. Система циркуляции включает в себя клапан, металлическую нагревательную трубу и насос, соединенных вместе и с резервуаром с помощью различных силиконовых шлангов, которые присоединены с помощью хомутов.

ЕР 1646305 раскрывает машину для приготовления напитков с нагревательным устройством, нагревающим циркулирующую воду, которая затем подается во впускное отверстие варочного блока. Варочный блок предназначен для прохождения нагретой воды к капсуле, содержащей ингредиент напитка, и приготовления напитка. Варочный блок имеет камеру, ограниченную первой частью и второй частью, перемещающейся относительно первой части, и направляющую для установки капсулы в промежуточное положение между первой и второй частями перед совместным перемещением первой и второй частей из открытого положения в закрытое положение варочного узла.

Встроенные нагревателя для нагрева циркулирующей жидкости, в частности воды, также хорошо известны и описаны, например в СН 593044, DE 10322034, DE 19732414, DE 19737694, ЕР 0485211, FR 2799630, US 4,242,568, US 4,595,131, US 5,019,690, US 5,392,694, US 5,943,472, US 6,393,967, US 6,889,598, US 7,286,752, WO 01/54551 и WO 2004//006742.

Конкретнее, СН 593044 и US 4,242,568 описывают машину для приготовления кофе с нагревателем с встроенным термоблоком, имеющим металлическую массу с резистивным нагревательным кабелем, отлитым в массе, и с каналом для циркуляции воды, подлежащей нагреву.

ЕР 0485211 описывает нагреватель для водонагревателя, душа, моечной машины, посудомоечной машины или чайника. Нагреватель включает в себя сосуд для нагрева жидкости и электрический нагревательный элемент, предназначенный для нагрева участка сосуда. Нагревательный элемент включает в себя толстопленочную резистивную нагревательную схему с плавкой вставкой, помещенной в толстой пленке. Документ, кроме того, описывает регулятор мощности типа симистора, смонтированный непосредственно на нагревательном элементе и действующий как теплоотвод для этого симистора. Также описаны терморезистор, датчик температуры, образованный в толстой пленке, плавкая вставка, клапана контроля расхода для непрерывного регулирования расхода через нагреватель, средство регулирования расхода и средство регулирования температуры. Эти электрические компоненты соединены с блоком управления, который может быть дистанционным или образован как часть диэлектрического слоя толстой пленки в месте, расположенным рядом с впускным патрубком, где металлическая подложка нагревателя поддерживается в холодном состоянии за счет подачи холодной воды. Подобные идеи описаны в DE 10322034, DE 19732414 и DE 19737694. Встроенные трубчатые нагреватели для устройств для приготовления напитков описаны в WO 01/54551, WO 2004/006742 и US 7,286,752.

US 6,889,598 описывает устройство для приготовления напитков, содержащее жидкость и имеющее рабочее устройство для нагрева, охлаждения, перемешивания, взбития, перекачивании или вспенивания жидкости или измельчения ингредиента; электропитание на рабочее устройство подается с помощью электронного выключателя, например, симистора, который охлаждается при нагреве проходящей жидкостью с целью отвода в жидкость тепла, вырабатываемого выключателем, в частности, через нижнюю часть бака для нагрева жидкости, выполненного из стали или алюминия и, как вариант, снабженного радиатором.

Кроме того, US 5,019,690 описывает водораздатчик кипящей воды, который имеет резистивный нагреватель, получающий питание через выключатель с симистором, соединенный с помощью кабелей с управляющим модулем и смонтированный на нижней части водяного резервуара водораздатчика для отвода тепла, вырабатываемого на выключателе с симистором, с помощью воды.

US 4,595,131 описывает машину для приготовления напитков с резервуаром для нагрева воды, который электрически соединен с печатной платой через ряд кабелей, ведущих к нагревателю с регулируемой температурой и датчику терморезистора в резервуаре. ЕР 1610596 описывает систему отвода тепла для печатной платы, которая включает в себя слои имеющего высокую теплопроводность материала, продолжающиеся к теплопроводной штанге, расположенной у и вдоль края печатной платы для рассеяния тепла, вырабатываемого печатной платой.

FR 2799630 описывает машину для приготовления эспрессо, имеющую резервуар для холодной воды, соединенный с варочным блоком с помощью насоса, и термоблок. Термоблок включает в себя датчик температуры и электрический нагреватель. Датчик температуры и нагреватель соединены с печатной платой с контроллером; электропитание проходит к нагревателю через симистор, расположенный на печатной плате и управляемый контроллером.

Краткое описание изобретения

Предпочтительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы упростить и усовершенствовать внедрение функции нагрева в машину для приготовления жидкой пищи или напитков и облегчить и обеспечить улучшенную автоматизацию сборки машины, уменьшить число производственных операций и расходы на изготовление и повысить надежность машины.

Эта задача, в частности, решается за счет нагревательного устройства, которое включает в себя электрические и дополнительные жидкостные соединения, без необходимости применения гибкого и деформируемого кабеля или трубок для направления тока или жидкости, для подключения функции нагрева к другим функциональным блокам машины для приготовления жидкой пищи или напитков или, по меньшей мере, для ограничения числа таких гибких и деформируемых соединений.

Следовательно, настоящее изобретение относится к встроенному нагревательному устройству для машины для приготовления жидкой пищи или напитков. В такой машине жидкость циркулирует, например, с помощью насоса из резервуара для жидкости через это нагревательное устройство. Обычно жидкость, которая циркулирует через нагревательное устройство, является водой. Из нагревательного устройства нагретая жидкость направляется в варочную камеру машины, в которой может выполняться варка ингредиента. Варочная камера может включать в себя корпус для капсулы или чалда, например, приемник для размещения в варочной камере ингредиента, поставляемого в капсуле или чалде.

Например, варочная камера предназначена для размещения ингредиента пищевого продукта или напитка, например, сухого супового концентрата, молотого кофе или чая, по желанию в капсуле или чалде. Варочная камера может иметь верхнюю часть, в которую впрыскивается горячая вода для варки ингредиента пищевого продукта или напитка, содержащегося в камере, и нижнюю часть, ведущую в выпускное отверстие для направления жидкой пищи или напитка, полученного в результате варки.

Термоблоки обычно представляют собой встроенные нагреватели, по которым для нагрева циркулирует жидкость. Они содержат нагревательную камеру, например, один и несколько каналов, в частности, изготовленную из стали, продолжающуюся через (большую) массу металла, в частности, выполненную из алюминия, железа и/или другого металла или сплава, который имеет высокую теплоемкость для накапливания тепловой энергии и высокую теплопроводность для передачи требуемого количества накопленного тепла циркулирующей жидкости всякий раз, когда это необходимо. Вместо отдельного канала этот канал термоблока может быть сквозным проходом, который получен механической обработкой или иным образом образован в материале канала, например, образован во время операции литья массы термоблока. Если масса термоблока выполнена из алюминия, предпочтительно, из-за гигиенических соображений, предусмотреть отдельный канал, например, из стали, во избежание контакта между циркулирующей жидкостью и алюминием. Масса блока может быть выполнена из одной или нескольких частей, собранных вокруг канала. Термоблоки обычно включают в себя один или несколько резистивных нагревательных элементов, например, отдельный резистор или интегральные резисторы, которые преобразуют электрическую энергию в тепловую энергию. Такие резистивные нагревательные элементы обычно размещаются в массе термоблока или на ней на расстоянии более 1 мм, в частности, 2-50 мм или 5-30 мм от канала. Тепло поступает на массу термоблока и через массу отводится в циркулирующую жидкость. Нагревательные элементы могут быть отлиты или помещены в металлическую массу или прикреплены у поверхности металлической массы. Канал (каналы) может иметь винтообразное или другое расположение вдоль термоблока для максимального увеличения его/их длины и передачи тепла через блок.

Нагревательное устройство по изобретению содержит термоблок с металлической массой, которая включает в себя впускное отверстие, выпускное отверстие и продолжающуюся между ними нагревательную камеру; масса предназначена для накопления тепла и передачи тепла в жидкость; один или несколько электрических компонентов, которые жестко закреплены на термоблоке или в нем и которые соединены с печатной платой и/или гибкой платой, предназначенными для управления таким термоблоком, и, по выбору, дополнительными функциями машины для приготовления жидкой пищи или напитков. Такие электрические компоненты могут включать в себя датчики, плавкие вставки и/или компоненты электропитания, в частности, датчики температуры, расходомеры, резисторные нагреватели, амперметры и регуляторы электрической мощности.

По изобретению один или несколько этих электрических компонентов жестко соединены с печатной платой и/или гибкой платой, в частности, с помощью жестких штыревых разъемов или пластин или жестких разъемных элементов со штыревым контактом.

Для уменьшения числа сборочных операций, в частности, вмешательств человека во время производственного процесса, уменьшено количество гибких, деформируемых соединений с помощью электрических кабелей. В частности, электрические компоненты могут быть жестко соединены с этой печатной платой или гибкой платой, например, с помощью жестких штыревых разъемов или пластин или жестких разъемных элементов со штыревым контактом. Электрические компоненты могут находиться в форме встроенных компонентов на печатной плате или гибкой плате, которая прикреплена к термоблоку и с помощью этих электрических компонентов входит в контакт с металлической массой термоблока. Таким образом, электрические компоненты, в частности компоненты, которые контактируют с системой циркуляции жидкости, например, терморезистором (резисторами), могут монтироваться автоматически на печатной плате или гибкой плате, и затем печатная плата или гибкая плата с помощью электрических компонентов автоматически собирается (например, зажимается или приклеивается) на системе циркуляции жидкости без использования каких-либо гибких деформируемых электрических соединителей (например, кабелей) между печатной платой или гибкой платой и системой циркуляции жидкости. Как вариант, электрические компоненты могут быть автоматически смонтированы на первом этапе в специально предназначенных местах системы циркуляции жидкости и затем, во время второго этапа, печатная плата или гибкая плата собираются, например, с помощью соответствующего соединителя с электрическими компонентами. Также имеется возможность с помощью сварки выполнять сборку электрических компонентов с системой циркуляции жидкости, в частности, с термоблоком и/или печатной платой или гибкой платой. Как упомянуто выше, имеется возможность предусмотреть некоторые из этих электрических компонентов в виде встроенных компонентов в печатной плате или гибкой плате, как например, нагревательная резистивная пленка, образованная на поверхности печатной платы или гибкой платы и накладываемая непосредственно на поверхность металлической массы термоблока.

В первом варианте выполнения такой электрический компонент крепится в полости металлической массы термоблока. По усмотрению компонент крепится в полости с помощью подпружиненного элемента или полость образует гнездо для штепселя, содержащего компонент. Электрические компоненты также могут быть отлиты в металлической массе или приклеены в металлической массе или на ней или прикреплены с помощью другого соответствующего средства к металлической массе, например, используя соединение на винтах, прессовую посадку, сварку и т.п.

Такой электрический компонент может включать в себя компонент питания, например, резистивный нагреватель и/или выключатель питания, который жестко присоединен с помощью жесткого электрического разъема питания и жесткого соединителя питания, который имеет гнездо для размещения жесткого электрического разъема. Жесткий соединитель может быть упругим, в частности, может быть изготовлен из одной или нескольких упругих пластин с целью обеспечения незначительных перемещений гнезда для самопозиционирования гнезда вокруг разъема и обеспечения электрического контакта между разъемом и соединителем.

Печатная плата может быть помещена в термо- и электрически изолированный корпус, например, пластиковый корпус, который механически соединен термоблоком, в частности, с помощью защелок. Предпочтительно, чтобы корпус был, по существу, герметичным для защиты платы от воздействия жидкостей и паров в машине. Печатная плата может иметь одно или несколько отверстий для прохода электрических соединителей для соединения с печатной платой, например, электрических компонентов, которые жестко крепятся на металлической массе или в ней.

Гибкая плата может быть прикреплена, обычно приклеена, к поверхности термоблока, в частности к его металлической массе. Гибкая плата может иметь:

внутреннюю сторону, которая обращена к термоблоку или металлической массе и которая включает в себя резисторный нагреватель в форме нагревательной фольги или пленки; и другую сторону, к которой дополнительно жестко крепятся один или несколько электрических компонентов. Как вариант, гибкая плата может включать в себя на внутренней стороне один или несколько электрических компонентов, в частности, отдельные компоненты, например, резисторные нагреватели, датчики и/или выключатели питания, например, симисторы, которые жестко крепятся в металлической массе и/или на ней, и/или один или несколько компонентов на другой стороне гибкой платы, например, контроллер, часовой элемент и соединитель интерфейса для других электрических устройств машины для приготовления жидкой пищи или напитков, например, насоса, электрического клапана, интерфейса пользователя, датчика уровня в резервуаре для жидкости или сборника использованного ингредиента и т.д.

Электрические компоненты могут быть отдельными компонентами и/или встроенными компонентами, например, образованными непосредственно в гибкой плате и прикрепленными с помощью гибкой платы непосредственно к термоблоку или его металлической массе. Обычно, плавкие вставки, терморезисторы и датчики температуры могут быть образованы по технологии изготовления шибких плат.

В общем, печатная плата, а также гибкая плата могут быть предназначены для управления термоблоком и, по усмотрению, другими функциями машины для приготовления жидкой пищи или напитков такого типа, который упомянут выше в качестве примера.

Нагревательная камера в металлической массе обычно имеет удлиненную форму, например, образует канал в направлении протекания жидкости через массу. Нагревательная камера может содержать верхний проточный участок, за которым следует идущий вниз проточный участок, например, участки, в общем, спирального канала, который продолжается вдоль горизонтальной или не вертикально наклоненной оси. Такие верхний проточный и идущий вниз проточные участки могут иметь суженное сечение, чтобы способствовать увеличению скорости жидкости для препятствования накоплению пузырьков в таком верхнем проточном участке за счет проталкивания их вниз по идущему вниз проточному участку с помощью протекания жидкости с повышенной скоростью. В этом положении канал расположен таким образом, что размер его сечения изменяется вдоль камеры для увеличения скорости протекания в зонах, обычно, верхних зонах, что может иначе служить для улавливания пузырьков, в частности, пузырьков пара. Увеличенная скорость протекания в этих зонах «вымывает» пузырьки из этих зон за счет быстрого протекания жидкости в этих зонах. Во избежание перегрева в таких зонах с уменьшенным сечением мощность нагрева на соответствующих частях нагревателя может быть уменьшена, например, за счет регулирования резистивного средства на этих частях.

Другой аспект изобретения относится к машине для приготовления жидкой пищи или напитков. Эта машина содержит варочную камеру для варки ингредиента пищевого продукта или напитка за счет циркуляции нагретой жидкости; и встроенное нагревательное устройство с термоблоком, имеющее металлическую массу, как описано выше, для нагрева и подачи циркулирующей жидкости в варочную камеру. Варочная камера может быть полостью для капсулы или чалда с целью размещения ингредиента, подаваемого в варочную камеру в капсуле или чалде.

Обычно, впускное отверстие, впускное отверстие и нагревательная камера металлической массы совместно образуют жесткий проход, в частности жесткий безнапорный проход, для направления жидкости, циркулирующей через массу.

Сам термоблок может включать в себя верхнюю часть варочной камеры; верхняя часть образована или жестко прикреплена в металлической массе, так что жесткий проход, в частности жесткий безнапорный проход металлической массы, продолжается в варочную камеру. Кроме того, машина обычно включает в себя нижнюю часть, имеющую выпускное отверстие для выпуска жидкой пищи или напитков и взаимодействующую с верхней частью для образования варочной камеры. Нижняя часть и верхняя часть могут перемещаться по отдельности и могут перемещаться вместе для подачи вышеуказанного ингредиента в варочную камеру и его выпуска из нее. Например, верхняя часть и металлическая масса являются неподвижными, а нижняя часть может перемещаться к верхней части и от нее. Как вариант, в вышеуказанной машине верхняя часть и металлическая масса могут целиком перемещаться к нижней части и от нее, а нижняя часть может быть неподвижной или перемещаться.

Таким образом, нагревательное устройство по изобретению может использоваться совместно с варочными камерами такого типа, который описан в ЕР 1646305 или в ЕР 07117853.7 (NO 8405).

Следующий аспект изобретения относится к машине для приготовления жидкой пищи или напитков, в частности, описанной выше. Машина содержит цепь электропитания, соединенную с источником электропитания; нагреватель, получающий питание с помощью цепи электропитания; и устройство с плавкой вставкой, находящееся в термической связи с нагревателем и соединенное с цепью электропитания. Устройство с плавкой вставкой предназначено для размыкания цепи электропитания с источником электропитания, если нагреватель превышает предел температуры.

По изобретению устройство с плавкой вставкой является реверсивным и содержит выключатель для автоматического размыкания цепи электропитания, когда нагреватель превышает этот предел температуры. Пользователь может переключать выключатель для замыкания цепи электропитания, если нагреватель имеет температуру ниже вышеуказанного предела температуры. Обычно устройство с плавкой вставкой содержит исполнительный механизм, предназначенный для выталкивания штыря, стержня или поршня вплотную к выключателю пользователя, например, нажимному выключателю, когда нагреватель превышает этот предел температуры, так чтобы привести в действие выключатель пользователя и разомкнуть цепь.

Эта машина для приготовления напитков или жидкой пищи может включать в себя любые из описанных выше характеристик и комбинацию характеристик.

Устройство с плавкой вставкой может иметь исполнительный механизм, содержащий термомеханический компонент, который находится в термической связи с нагревателем и который механически приводит в действие выключатель пользователя для размыкания электрической цепи, когда нагреватель превышает предел температуры. Термомеханический компонент содержит, в частности, элемент, который запоминает свою форму, или элемент из биметаллической пластины.

Устройство с плавкой вставкой может включать в себя защитный электрический датчик температуры в термической связи с нагревателем и электромеханический исполнительный механизм, который приводит в действие выключатель пользователя для размыкания цепи электропитания, когда защитный датчик подвергается воздействию температуры, вырабатываемой нагревателем, которая превышает предел температуры.

В первом варианте выполнения машина для приготовления напитков или жидкой пищи имеет печатную плату с цепью управления для управления нагревателем и, по усмотрению, другими функциями машины, например, насосом или электрическим интерфейсом; печатная плата, кроме того, включает в себя предохранительную цепь, которая электрически отделена на печатной плате от цепи управления; предохранительная цепь соединена с предохранительным датчиком, в частности, жестко соединена с предохранительным датчиком и предназначена для управления электромеханическим исполнительным механизмом.

По меньшей мере, часть устройства с плавкой вставкой, в частности, исполнительный механизм, электромеханический или термомеханический исполнительный механизм, выключатель пользователя и/или, если имеется, предохранительный датчик могут быть жестко соединены с печатной платой машины для приготовления жидкой пищи или напитков, по усмотрению, на той части, которая электрически изолирована от обычного блока управления машины, например, блока для управления обычными операциями машины, как например, дозирование напитков или жидкой пищи, самоочистка, интерфейс пользователя и т.п. Таким образом, улучшается сборка и внедрение и безопасность устройства с плавкой вставкой машины для приготовления жидкой пищи и напитков.

Еще один аспект изобретения относится к машине для приготовления жидкой пищи и напитков, в частности, как указано выше. Машина содержит средства для протекания жидкости и печатную плату, в частности печатную плату, снабженную блоком управления для контроля одной или несколькими функциями средств для протекания жидкости. Обычно, эти функции могут включать в себя использование насоса или нагревателя, например, описанного выше термоблока, а также датчиков, детекторов и интерфейса пользователя, чтобы пользователь мог управлять средствами для протекания жидкости.

Эта печатная плата помещена внутри, по существу, герметичного корпуса для защиты печатной платы от жидкости и/или выделений паров из жидкостной конструкции.

Эта машина для приготовления напитков или жидкой пищи может включать в себя любую из описанных выше характеристик и комбинацию характеристик.

По еще одному аспекту изобретения печатная плата или гибкая плата для машины для приготовления напитков, например, как описано выше, жестко соединена с расходомером, в частности с магнитным расходомером. Расходомер может содержать датчик магнитного поля, например, датчик Холла, который встроен в печатную плату или гибкую плату, и поворотную магнитную спираль или турбину, которая расположена в канале или трубке, предназначенном для циркуляции жидкости и которая жестко прикреплена к печатной плате или гибкой плате.

За счет исключения гибких деформируемых кабелей уменьшается количество операций во время процесса сборки машины для приготовления жидкой пищи или напитков, в частности, уменьшается количество вмешательств человека. Таким образом, соответственно снижаются затраты на изготовление и сборку, а также риски возникновения неисправностей вследствие человеческого фактора. За счет исключения соединений гибких деформируемых кабелей может быть повышен уровень автоматизации сборки.

Изобретение далее описано со ссылкой на схематичные чертежи, на которых:

фиг.1 - нагревательное устройство, включающее в себя термоблок и печатную плату в корпусе по изобретению;

фиг.2 и 3 - дополнительные конструктивные особенности той же самой печатной платы в корпусе;

фиг.4 - печатная плата с расходомером по изобретению;

фиг.5 и 6 - сборка компонента электропитания с металлической массой термоблока и с печатной платой по изобретению;

фиг.7-9 - сборка датчика с металлической массой термоблока и с печатной платой по изобретению;

фиг.10 - соединение подачи питания между компонентом питания в металлической массе и печатной платой термоблока по изобретению;

фиг.11а и 11b - отклонение по первому направлению соединения подачи питания, показанному на фиг.10;

фиг.12а и 12b - отклонение по второму направлению соединения подачи питания, показанному на фиг.10;

фиг.13 - нагревательное устройство с термоблоком и гибкой платой по изобретению;

фиг.14 и 15 - схематичное изображение двух вариантов выполнения по изобретению электрической цепи машины для приготовления напитков с защитной плавкой вставкой, реверсируемой пользователем, по изобретению.

Подробное описание

На фиг.1 показано в разобранном виде нагревательное устройство машины для приготовления жидкой пищи или напитков, в котором жидкость циркулирует по термоблоку и затем направляется в варочную камеру для варки ингредиента пищи или напитков, подаваемых в варочную камеру. Например, ингредиент напитка подается в машину в расфасованной форме, например, в капсуле или чалде. Обычно этот тип машины для приготовления жидкой пищи или напитков подходит для приготовления кофе, чая и/или других горячих напитков или даже приготовления супов и подобной пищи. Давление жидкости, циркулирующей по варочной камере, может, например, достигать значения примерно 10-20 атм.

Нагревательное устройство включает в себя термоблок и печатную плату по изобретению. Фиг.2 и 3 показывают дополнительные конструктивные особенности печатной платы 4 в ее корпусе 3 в нагревательном устройстве из фиг.1.

Нагревательное устройство, показанное на фиг.1-3, имеет термоблок с алюминиевой металлической массой 1 и функциональным блоком 2, включающим в себя термо- и электрически изолированный пластиковый корпус, содержащий печатную плату 4.

Металлическая масса 1 включает в себя впускное отверстие для воды, выпускное отверстие для воды и нагревательный канал для воды, продолжающийся между ними для образования жесткого безнапорного прохода (не показано) для направления воды, циркулирующей от водяного резервуара с помощью насоса через металлическую массу 1.

Как упомянуто выше, нагревательный канал может содержать верхний проточный участок, за которым следует идущий вниз проточный участок, например, участки, в общем, спирального канала, который продолжается вдоль горизонтальной или не вертикально наклоненной оси. Такие верхний проточный и идущий вниз проточный участки могут иметь суженное сечение, чтобы способствовать увеличению скорости воды для препятствования накоплению пузырьков в таком верхнем проточном участке за счет проталкивания их вниз по идущему вниз проточному участку с помощью протекания воды с повышенной скоростью. В этом положении канал расположен таким образом, что размер его сечения изменяется вдоль камеры для увеличения скорости протекания в зонах, обычно верхних зонах, что может иначе служить для улавливания пузырьков, в частности, пузырьков пара. Увеличенная скорость протекания в этих зонах «вымывает» все возможные пузырьки из этих зон за счет быстрого протекания жидкости в этих зонах. Во избежание перегрева в таких зонах с уменьшенным сечением мощность нагрева на соответствующих частях нагревателя может быть уменьшена, например, за счет регулирования резистивного средства на этих частях.

Как вариант, этот канал имеет уменьшенное сечение по всей длине для обеспечения достаточной скорости протекания воды для вымывания возможных пузырьков пара, образующихся во время нагрева.

Металлическая масса 1 термоблока дополнительно включает в себя отверстие 1b, которое образует или жестко крепит верхнюю часть варочной камеры (не показано), так чтобы жесткий проход металлической массы 1 продолжался в варочную камеру. Машина для приготовления жидкой пищи или напитков также содержит нижнюю часть (не показано), имеющую выпускное отверстие для жидкой пищи или напитков и взаимодействующую с верхней частью для образования варочной камеры; нижняя часть и верхняя часть могут перемещаться по отдельности и могут перемещаться совместно для подачи ингредиента в варочную камеру и его извлечения из варочной камеры.

Верхняя часть варочной камеры, встроенная в термоблок, крепится в машине для приготовления жидкой пищи или напитков, а нижняя часть варочной камеры является подвижной. Варочная камера может иметь, в общем, горизонтальную ориентацию, т.е. такое положение и ориентацию, чтобы вода протекала через ингредиент пищевого продукта или напитка в варочной камере, в общем, в горизонтальном направлении, и верхняя часть и/или нижняя часть могли перемещаться в том же направлении или направлении, противоположном направлению протекания воды в камере. Варианты выполнения такого термоблока и варочной камеры описаны, например, в ЕР 07117853.7 (NO 8405), содержание которого включено с помощью ссылки.

Функциональный блок 2 крепится к металлической массе 1 с помощью защелок 3а корпуса 3, которые взаимодействуют с соответствующими углублениями 1а в поверхности металлической массы 1, когда корпус 3 собирается с металлической массой 1 в направлении стрелки 3'.

Состоящий из двух частей корпус 3 функционального блока 2 закрывает печатную плату 4 со всех сторон, в частности, по существу, герметично, так чтобы защитить печатную плату 4 от воздействия жидкости или паров в машине. Состоящий из двух частей корпус 3 может быть собран с помощью винтов 3b или других соответствующих сборочных средств, например, заклепок, склеивания, сварки и т.д. Функциональный блок 2 включает в себя интерфейс пользователя с главным выключателем 2а и двумя управляющими выключателями 2b, которые соединены через корпус 3 с печатной платой 4. Разумеется, можно использовать более сложные интерфейсы пользователя, включающие в себя экраны или сенсорные экраны. Печатная плата 4 включает в себя соединители 80 питания для подачи питания для электрического нагрева к металлической массе 1 через разъемы 11 питания, продолжающиеся через соответствующие отверстия в корпусе 3, дополнительные электрические соединители 4а для одного или нескольких других электрических устройств в машине для приготовления жидкой пищи или напитков, например, интерфейса пользователя, насоса, вентилятора, клапана, элемента охлаждения жидкости и т.п., при необходимости, и соединитель 4b для электрической сети для централизованной подачи электропитания.

Термоблок включает в себя электрические компоненты, а именно, датчик 70 температуры, соединенный со штепсельным элементом 52, плавкие вставки 75, выключатель питания в форме симистора 60 в полости, отверстие которой образовано между выступающими стенками 102 и терморезистором (не показано) со штыревыми разъемами 11, которые жестко крепятся в металлической массе 1 и жестко соединены с печатной платой 4, как будет объяснено более подробно ниже со ссылкой на фиг.5-12b. Кроме того, печатная плата 4 электрически соединена через жесткий соединитель или кабель 91 с датчиком 90 Холла расходомера, который расположен в водяном контуре машины для приготовления напитков, обычно, между насосом и источником воды или другой жидкости, например, резервуаром для воды или жидкости, или между насосом и нагревательным устройством или в нагревательном устройстве.

Кроме того, печатная плата может содержать микроконтроллер или процессор и, возможно, кварцевые часы для контроля интенсивности тока, проходящего к резистивному нагревательному элементу на основе расхода циркулирующей воды, измеряемого расходомером, и температуры нагреваемой воды, измеряемой датчиком температуры. Для повышения точности контроля температуры один или несколько датчиков температуры могут быть встроены в металлическую массу 1 и/или в варочную камеру и/или верхнюю часть металлической массы и/или ее впускное отверстие для воды. Контроллер или процессор также могут контролировать дополнительные функции машины для приготовления жидкой пищи или напитков, например, насос, датчик уровня жидкости в резервуаре для подачи воды, клапаны, интерфейс пользователя, устройство управления питанием, автоматическое устройство подачи ингредиента напитка, например, встроенную кофемолку, или автоматическое устройство подачи капсул или чалдов с ингредиентами, и т.п.

Фиг.4 показывает другой вариант выполнения по изобретению расходомера 95 для машины для приготовления жидкой пищи или напитков по изобретению. Расходомер 95 включает в себя датчик 90' Холла, который помещен на печатной плате 4 в качестве встроенного компонента печатной платы 4, или в качестве отдельного компонента, жестко прикрепленного или присоединенного к ней, обычно, с помощью сварки. Расходомер 95 также встроен в контур 5 циркуляции воды и соединен с патрубком 5' впуска воды и патрубком 5" выпуска воды и со встроенной платой 4 через датчик 90' Холла. Водяные патрубки 5', 5" могут быть гибкими, например, выполненными из силикона, или жесткими для облегчения автоматической сборки. Расходомер 95 включает в себя внутреннюю магнитную спираль или винт (не показано), по которой циркулирует вода. Поток воды приводит во вращение внутри расходомера 95 магнитную спираль или винт с угловой скоростью, пропорциональной скорости протекания воды, вызывая соответствующее вращение магнитного поля, создаваемого магнитной спиралью или винтом, которое обнаруживается датчиком 90' Холла и преобразуется в соответствующий электрический сигнал на печатную плату 4.

За счет снабжения расходомера 95 датчиком 90' Холла непосредственно на печатной плате 4 соответствующие рабочие операции машины для приготовления жидкой пищи или напитков не требуют вмешательства человека, требуется меньше компонентов, в частности, нет необходимости в использовании отдельных соединительных элементов, в частности, электрических кабелей, и, тем самым, снижаются производственные расходы на сборку машины для приготовления жидкой пищи или напитков, а также повышается ее надежность, поскольку используется меньше деталей, и уменьшается человеческий фактор.

Во время использования жидкость, подлежащая нагреву, циркулирует, например, с помощью насоса, через расходомер 90, 90', 91, 95 и затем свободно через впускное отверстие металлической массы 1, через нагревательный канал и через выпускное отверстие массы 1 в варочную камеру для варки содержащегося там ингредиента. Контроллер на печатной плате 4 предназначен для управления симистором 60 с целью регулирования тока нагрева, проходящего через разъемы 11 питания к нагревательному резистору в металлической массе 1, на основе измерений протекания жидкости расходомером 90, 90', 91, 95 и температуры нагреваемой жидкости датчиком 70 температуры, соединенным с штепсельным элементом 52.

Фиг.5 и 6, на которых одни и те же ссылочные номера обозначают одни и те же элементы, подробно показывают жесткую сборку отдельного компонента электропитания в форме симистора 60 с металлической массой 1 и печатной платой 4 по изобретению. Фиг.5 показывает сборку в разобранном перспективном виде, а фиг.6 показывает сборку в разрезе.

Металлическая масса 1, которая показана на фиг.5 и 6, имеет углубление 101 для размещения компонента 60 электропитания. Углубление 101, отверстие которого образовано между выступающими стенками 102, связано с пружинным элементом 103, например, в форме плоской пружины, собранным с металлической массой 1, например, с помощью винта 104. Разумеется, могут быть использованы другие пружинные и сборочные системы, например плоская пружина может составлять одно целое с металлической массой 1 или быть приваренной к ней, чтобы уменьшить количество деталей. Пружинный элемент 103 прижимает компонент 60 электропитания к стенкам 102 углубления 101 в металлической массе 1, когда компонент вставлен в углубление 101, с целью крепления компонента 60 в массе 1 и обеспечения оптимального контакта между массой 1 и компонентом 60.

Компонент 60 электропитания имеет один или несколько жестких электрических штыревых разъемов 61, например, три разъема для симистора, показанные на фиг.5 и 6, которые жестко соединены с печатной платой 4. Кроме того, компонент 60 электропитания закрыт дополнительной крышкой 62, изготовленной, например, из силикона, которая может упростить крепление компонента 60 электропитания в углублении 101, а также дополнительную непроводящую муфту 63 вокруг его штыревых разъемов 61, которая отделяет основную часть компонента 60 электропитания от печатной платы 4 и защищает разъемы 61 от воздействия окружающей среды. Кроме того, крышка 62 и муфта 63 обеспечивают электрическую изоляцию вокруг компонента 60 электропитания.

Таким образом, металлическая масса 1 служит в качестве теплоотвода компонента 60 электропитания посредством отвода тепла, вырабатываемого компонентом питания во время использования, через массу 1 и, дополнительно, за счет циркуляции воды через массу 1. С этой целью масса 1 имеет форму и выполнена из металла, например, из алюминия или стали, так что обеспечивает оптимальный отвод тепла от компонента электропитания по траектории отвода тепла через массу 1.

Компонент 60 питания может быть выключателем или регулирующим элементом, например, симистором, как упомянуто выше, с целью регулирования требуемой электрической мощности, подаваемой к резистивному средству, например, терморезистору, для генерирования требуемой теплоты в металлической массе 1 и нагрева циркулирующей воды до соответствующей температуры.

Фиг.7-9, на которых одни и те же ссылочные номера обозначают одни и те же элементы, показывают жесткую сборку отдельного электронного компонента 70 в металлической массе 1 и с печатной платой 4. Этот электронный компонент может быть датчиком, например, датчиком температуры, расходомером, плавкой вставкой или другим подобным компонентом, например, амперметром, для обеспечения обратной связи по току, проходящему через резистивное нагревательное средство, например, терморезистор. С целью иллюстрации описывается термический датчик 70 для контроля электрического тока нагрева, проходящего к терморезистору через разъемы 11, и регулирования тепла, вырабатываемого в металлической массе 1. Термический датчик 70 может, например, быть расположен у впускного или выпускного отверстия металлической массы 1 или между ними. Для обеспечения более точного контроля нагрева воды, проходящей через металлическую массу, может быть использовано несколько термических датчиков.

Металлическая масса 1, часть которой показана фиг.7-9, имеет углубление 111 для размещения электронного компонента 70. Углубление 111 образовано между выступающими стенками 112 и продолжается ниже поверхности металлической массы 1.

Датчик 70 имеет контактное гнездо 71, с помощью которого элемент 72 датчика соединяется с плоскими электрическими соединителями 73 на противоположной стороне гнезда 71. Штыревые разъемы 73 датчика приводятся в контакт с плоскими штыревыми разъемами 51, один из которых показан на фиг.8, печатной платы 4. Разъемы продолжаются через штепсельный элемент 52 платы 4 в гнездо 71 для контакта с соответствующими штыревыми разъемами 73 датчика 70. При размещении контактного гнезда 71 между стенками 112 массы 1 элемент 72 датчика будет расположен в углублении 111 металлической массы 1. Как показано на фиг.2, штепсельный элемент 52 продолжается через корпус 3 с помощью соответствующего отверстия. Как вариант, штепсельный элемент 52 может составлять одно целое с корпусом 3 и может быть электрически соединен с печатной платой 4.

Если датчик 4 является температурным датчиком, электрические характеристики элемента 72 датчика будут зависеть от температуры в углублении 111, которая будет использоваться для оценки металлической массы 1 в этом месте расположения и дополнительно также и температуры воды, циркулирующей в металлической массе 1 в ходе косвенной оценки.

Элемент 72 датчика может, например, быть резистором с отрицательным температурным коэффициентом или резистором с положительным температурным коэффициентом.

Такое выполнение датчика предусматривает надежное измерение температуры в соответствующем месте нагревателя, быстрое реагирование (малая инерция) и обеспечивает первоклассную и надежную систему электрического контакта.

Датчик 70 может быть предварительно собран в гнезде 71, выполненном, например, из термопластичного материала, и собран в металлической массе 1 и с печатной платой 4 с помощью полностью автоматизированного процесса. Датчик 70 может быть приклеен в металлической массе 1, например, с помощью эпоксидного соединения. Предварительно собранный датчик 70 затем может быть присоединен посредством запрессовывания плоских соединителей 73 гнезда в соединительные пазы гнезда 71 с целью их соединения с элементом 72 датчика. Печатная плата 4 затем крепится к корпусу 3 на гнезде 70 с помощью штепселя 52 и штыревых разъемов 51.

Отсюда следует, что сборка термоблока с металлической массой и печатной платой 4 не требует применения гибких частей и, тем самым, сборка может выполняться автоматически, не требуя вмешательства человека. Кроме того, сама по себе сборка датчика 70 требует применения только недорогих компонентов. Таким образом, сборка датчика 70 на металлической массе 1 и его присоединение к печатной плате 4 ведет к значительной экономии средств.

Фиг.10 представляет собой перспективный вид в ортогональных координатах «xyz», что показано соответствующими стрелками со ссылкой на фиг.10-12b, самоустанавливающегося жесткого соединителя 80 электропитания для соединения терморезистора с печатной платой 4 и для переноса электрического тока нагрева. Фиг.11а и 11b, с одной стороны, и фиг.12а и 12b, с другой стороны, схематично показывают самопозиционирование соединителя 80 электропитания в направлении «у» и направлении «x», соответственно.

Соединитель 80 электропитания выполнен на основе металла и может, в частности, содержать стальные, алюминиевые и/или медные сплавы, которые обеспечивают достаточную электропроводность, сопротивление и упругость.

Соединитель 80 электропитания продолжается между парой плоских ножек 81 для соединения с печатной платой 4. Каждая ножка 81 соединена с нижней частью плоского, в общем, вертикального упругого элемента 82. Верхние части вертикальных упругих элементов 82 соединены вместе с помощью поперечного упругого элемента 83, который содержит плоскую центральную горизонтальную часть 84 между парой наклонных промежуточных частей 85, 85'. Вертикальные элементы 82, промежуточная часть 84 и наклонные части 85, 85' поперечного элемента 83 расположены в общем положении М на паре ножек 81. Поперечный элемент 83, кроме того, включает в себя гнездо 86 со сквозным проходом для крепления электрического штыревого разъема 11, продолжающегося от металлической массы 1.

На фиг.11а, 11b, 12а и 12b, на которых одни и те же ссылочные номера обозначают одни и те же элементы, соединитель 80 электропитания схематично показан собранным с помощью разъема 11 питания с терморезистором (не показан) в металлической массе 1. Разъем 11 питания продолжается вертикально от поверхности металлической массы 1 и крепится в сквозном проходе гнезда 86 поперечного элемента 83. Для упрощения изображения корпус 3, как показано на фиг.1-3, продолжающийся между печатной платой 4 и металлической массой 1, не показан на фиг.11a-12b.

Ножки 81 соединителя 80 электропитания электрически соединены и крепятся на печатной плате 4, например, с помощью заклепок или сварки 81' или с помощью любого другого соответствующего крепежного средства. Металлическая масса 1 обращена к печатной плате 4, так что разъем 11 питания продолжается через соответствующие отверстия в корпусе 3 и через плату 4 через сквозное отверстие 55 в плате 4 к другой стороне платы 4 и затем крепится в сквозном проходе 86 соединителя 80 электропитания. Непрерывное электрическое соединение между разъемом 11 питания и поперечным элементом 83 может быть обеспечено с помощью прессовой посадки и сварки разъема 11 в сквозном проходе 86.

Соединитель 80 электропитания предусматривает небольшие смещения сквозного канала 86 в выборе местоположения в направлении «х» и направлении «у» со ссылкой на систему координат «xyz», фиг.10-12b. Различные направления смещений предусмотрены различными ориентациями, в частности, перпендикулярными ориентациями упругих пружинных элементов 82, 83, которые обеспечивают смещения вдоль соответствующих направлений.

Фиг.11а и 11b, с одной стороны, и фиг.12а и 12b, с другой стороны, показывают смещение гнезда 86 соединителя, собранного с разъемом 11 питания в направлении «y» и в направлении «x», соответственно. Смещение гнезда 86 в направлениях «y» и «x» достигается за счет небольшого изгиба вертикальных упругих элементов 82 и небольшого изгиба промежуточных частей 85, 85', соответственно.

Фиг.11а и 12а показывают разъем 11 питания, продолжающийся непосредственно посередине сквозного отверстия 55 и через сквозной проход гнезда 86, причем они все продолжаются, по существу, по одной и той же оси. В этом положении разъем 11 питания расположен соосно с соединителем 80 электропитания, который, таким образом, не подвержен каким-либо напряжениям из-за изгиба со смещением в вертикальных упругих элементах 82 и наклонных промежуточных частях 85, 85'.

В отличие от этого, фиг.11b и 12b показывают разъем 11 питания, продолжающийся эксцентрично через сквозное отверстие 55. Сквозной проход в гнезде 86, соосный с разъемом 11 питания, в равной мере эксцентричен по отношению к сквозному отверстию 55. В этом случае печатная плата 4 не выровнена полностью с разъемом 11 питания нагревателя и соединитель 80 электропитания самостоятельно адаптируется к положению сквозного прохода в гнезде 86 с целью точного соответствия положению разъема 11 за счет изгиба вертикальных элементов 82 в направлении «x», как показано на фиг.12b, или за счет изгиба поперечного упругого элемента 83 в направлении «y», как показано на фиг.11b. Для облегчения вставления разъема 11 питания в сквозной проход гнезда 16, нижняя часть 86' гнезда 86 имеет, в общем, форму воронки или усеченного конуса, предназначенную для размещения, в общем, конического верхнего конца разъема 11 питания.

Смещение гнезда 86 для адаптации к положению разъема 11 питания может быть следствием неточностей, например, допусков на изготовление или различных механизмов расширения, связанных с температурой, между относительным положением пары соединителей 80 электропитания на печатной плате 4 по отношению к относительному положению соответствующей пары разъемов 11 питания на металлической массе. Кроме того, относительное положение других электрических компонентов, которые жестко соединены с печатной платой, и неподвижными частями машины для приготовления напитков, в частности, с металлической массой, например, датчиков температуры и регуляторов или переключателей мощности, например, подобных тем, что показаны на фиг.5-9, может привести к смещениям на уровне подачи питания.

Во время использования прохождение тока от печатной платы 4 и к ней через первый соединитель 80 электропитания, первый разъем 11 питания, терморезистор (не показано) в металлической массе 1, второй разъем 11 питания, второй соединитель 80 электропитания контролируется с помощью выключателя питания или регулятора, например, симистора 60, например, как показано на фиг.5 и 6.

Фиг.11а и 11b также показывают, каким образом с помощью соединителя 80 электропитания устраняется погрешность относительного положения ножек 81 и наклонных частей 85, 85' на печатной плате 4. Как показано, ножки 81 и, таким образом, наклонные части 85, 85' не полностью выровнены в направлении «x», а немного смещены относительно друг друга. Однако это смещение полностью компенсируется за счет соответствующего упругого отклонения поперечного элемента 83 без возникновения чрезмерных напряжений в печатной плате 4 или в соединителе 80 электропитания. Аналогичным образом, если расстояние между двумя местами крепления на печатной плате 4 для крепления ножек 81 будет больше или меньше, чем расстояние между ножками 81, когда соединитель электропитания находится в исходном состоянии, соответствующее упругое отклонение элементов 82 может компенсировать такое различие в расстоянии без возникновения чрезмерных или неблагоприятных напряжений в соединителе 80 электропитания или печатной плате 4.

Испытания показали, что в случае М-образного соединителя электропитания, показанного на фиг.10-12b, имеющего общую ширину и высоту над ножками примерно 1,3 см×1 см и выполненного из изогнутых упругих участков электропроводного металла типа пластины сечением примерно 3 мм×0,2 мм или 0,3 мм, смещение при установке в требуемое положение, которое допускается и может быть компенсировано во всех направлениях при одновременном поддержании надлежащих электрического и механического контактов для токов выше 10А и температур примерно 80°С, может находиться в диапазоне 3-8%, в частности, примерно 5%, или 0,25-0,7 мм, обычно примерно 0,4 мм.

Таким образом, с такими соединителями электропитания, допускающими небольшие смещения в одном или нескольких направлениях участка 86 соединения по отношению к основанию 81 для присоединения к печатной плате 4, небольшие допуски на расположение предварительно собранных или предварительно отформованных соединителей нагревательного элемента могут быть компенсированы и обеспечивают надлежащие характеристики электрического контакта в условиях высокого тока и повышенной температуры.

Таким образом, с таким соединителем 80 электропитания, который самостоятельно выбирает положение своего гнезда 86 на штыревых разъемах 11, можно обеспечить беспроводную точность и непрерывный контакт для высоких электрических токов, в частности, между резистивным нагревательным средством на нагревателе и источником питания на печатной плате 4. Отсутствие гибких силовых кабелей улучшает внедрение, содействует повышению уровня автоматизации производства устройства и уменьшает производственные расходы, а также повышает надежность за счет уменьшения человеческого фактора.

Фиг.13 показывает вариант нагревательного устройства по изобретению, который включает в себя гибкую плату 4' вместо печатной платы.

Гибкая плата 4' прикрепляется, в частности, приклеивается к поверхности металлической массы 1 термоблока. Гибкая плата 4' имеет внутреннюю сторону, прикладываемую к металлической массе 1, которая включает в себя термонагреватель в форме нагревающейся фольги или пленки. Наружный слой гибкой платы 4' снабжен одним или несколькими электрическими компонентами 60, 75', которые жестко крепятся к наружной стороне. Гибкая плата 4' также может включать в себя один или несколько электрических компонентов на внутренней стороне. Электрические компоненты могут быть встроенными компонентами или отдельными компонентами, например, резисторными нагревателями, датчиками и/или выключателями питания, например, симисторами, которые крепятся в и/или на металлическую массу, и/или одним или несколькими компонентами на наружной стороне гибкой платы, например, контроллерами.

Как показано на фиг.13, гибкая плата 4' жестко прикреплена к плавкой вставке 75' и к симистору 60. Поскольку внутренняя поверхность гибкой платы 4' прилегает к поверхности металлической массы 1, симистор 60 на наружной поверхности гибкой платы 4' находится в термической связи с металлической массой 1 через гибкую плату 4', так что тепло, вырабатываемое симистором 60 во время использования, может быть надлежащим образом отведено через металлическую массу 1 и дополнительно, за счет циркуляции воды, в массу 1. Как вариант, симистор и/или другие электрические компоненты, например термические датчики, могут быть жестко присоединены к внутренней стороне гибкой платы для улучшения термической связи между симистором и металлической массой.

Гибкая плата 4' соединена с функциональным блоком 2 в корпусе 3 через плечо 4" для подачи питания и сообщения данных. С помощью плеча 4" гибкая плата 4' может быть соединена с печатной платой, например, в корпусе 3, и/или с другими электрическими устройствами, например, интерфейсом пользователя или главным выключателем 2а. Термоблок с металлической массой 1 также жестко соединен с функциональным блоком 2, например, с помощью защелок, винтов, заклепок и т.д.

Фиг.14 и 15, на которых одни и те же ссылочные номера обозначают, в общем, одни и те же элементы, схематично показывают два альтернативных варианта выполнения машины для приготовления напитков или жидкой пищи с реверсируемым пользователем устройством с предохранительной вставкой.

Машина по изобретению имеет цепь 57 электропитания, соединяемую с источником питания (не показано), например, электрической сетью или эквивалентным источником питания. Цепь 57 электропитания соединена с печатной платой 4, которая снабжена блоком управления машины, например, микроконтроллером, запоминающим устройством, различными интерфейсами с различными частями машины, которые требуют автоматического контроля, например, интерфейсом пользователя, насосом, нагревателем 1, датчиками 60, 70 и т.п. Цепь 57 электропитания имеет главный выключатель 205, 205', позволяющий пользователю включать и выключать машину для приготовления напитков или жидкой пищи.

Встроенный в линию нагреватель 1 имеет патрубок 1' впуска воды, соединенный с источником воды, в частности, с помощью насоса (не показано), и нижнюю полость 1b, ограничивающую верхнюю часть варочного блока, предназначенного для приема расфасованного ингредиента напитка, например, капсулы кофе или чая, и взаимодействия с элементом или узлом (не показано) выпуска напитка или жидкой пищи.

Преимущественно, главный выключатель 205, 205' механически смонтирован на печатной плате 4 для облегчения сборки и улучшения внедрения системы.

Кроме того, машина включает в себя устройство 200 с плавкой вставкой, которое имеет выключатель 205 в цепи 57 электропитания и исполнительный механизм 201, 201', предназначенный для размыкания цепи 57 электропитания с помощью приведения в действие выключателя 205, если нагреватель 1 имеет температуру, превышающую предел температуры, например предел температуры в интервале 120-180°С, в частности 140-160°С, что указывает на неисправность нагревателя 1 или его блок 4 управления.

Устройство 200 с плавкой вставкой реверсируется пользователем. После размыкания, в целях безопасности, цепи 57 с помощью устройства 200 с плавкой вставкой, пользователь с помощью выключателя 205 может восстановить соединение цепи 57 и возобновить подачу питания на печатную плату 4. Следовательно, если устройство 200 с плавкой вставкой срабатывает ненадлежащим образом или если нагреватель 1 только однократно случайно оказался в состоянии перегрева, машина для приготовления жидкой пищи или напитков по изобретению не требует отправки на техническое обслуживание с целью замены устройств с плавкой вставкой в отличие от существующих машин для приготовления жидкой пищи или напитков, снабженных одноразовыми плавкими вставками.

Устройство 200 с плавкой вставкой имеет исполнительный механизм 201, 201', который предназначен для выталкивания штыря, стержня или поршня 202 вплотную к выключателю пользователя, например, нажимному выключателю, когда нагреватель превышает вышеуказанный предел температуры, так чтобы привести в действие выключатель пользователя и разомкнуть цепь 57.

Вариант выполнения, показанный на фиг.14, имеет устройство 200 с плавкой вставкой с исполнительным механизмом 201, включающим в себя штырь 202, перемещающийся вдоль направления по стрелке 202', и термомеханический компонент, смонтированный на нагревателе 1 и находящийся с ним в термической связи. Термомеханический компонент может быть любой конструкцией, пригодной для преобразования температурного уровня в механическое действие или перемещение, например, элементом, выполненным из сплава с памятью формы, который запоминает свою форму, или элементом из биметаллической пластины.

Таким образом, когда нагреватель 1 превышает предел температуры, термомеханический компонент исполнительного механизма 201 приводится в действие и толкает штырь 202 вплотную к выключателю 205 пользователя. Это обеспечивает отсоединение электрических частей машины от источника электропитания, подключенного к цепи 57. После того как температура нагревателя упадет ниже предела температуры, термомеханический компонент возвращается в нормальное состояние, и стержень 202 будет либо следовать за термомеханическим компонентом, либо может быть возвращен назад в нормальное положение пользователем, который приводит в действие выключатель 205 для возобновления подачи питания к машине.

В варианте выполнения, показанном на фиг.14, выключатель 205 пользователя, взаимодействующий с плавкой вставкой, также может служить в качестве главного выключателя, который можно использовать независимо от ситуации с перегревом для обычного включения и выключения машины для приготовления напитков или жидкой пищи.

И, наоборот, в варианте выполнения, показанном на фиг.15, выключатель 205 пользователя, взаимодействующий с плавкой вставкой, является специальным выключателем, отделенным от главного выключателя 205'.

Устройство 200 с плавкой вставкой содержит предохранительный электрический датчик 203 температуры, механически прикрепленный к нагревателю 1 и находящийся с ним в термической связи. Кроме того, для упрощения сборки и последующего внедрения электрических компонентов машины датчик 203 температуры жестко соединен с печатной платой 50 аналогично способу, описанному выше. В менее предпочтительном варианте выполнения такой датчик температуры также может быть соединен с печатной платой с помощью другого средства, в частности, способом, использующим частично или полностью гибкое соединение.

Датчик 203 температуры отслеживает температуру нагревателя 1. Датчик 203 температуры связан со средством управления, которое контролирует подачу электропитания на исполнительный механизм 201' через его соединительную цепь 204 в зависимости от измеряемой температуры. Например, средство управления включает в себя выключатель питания, например, транзистор, соединенный в соединительной цепи 204 с датчиком 203 температуры.

Преимущественно датчик 203 температуры, связанный с ним выключатель питания, выключатель 205 пользователя и даже исполнительный механизм 201' жестко прикреплены к печатной плате 4. Предпочтительно эти компоненты крепятся на участке 41 печатной платы 4, который электрически изолирован от обычного блока управления машиной для приготовления напитков и жидкой еды на печатной плате 4. Таким образом, за счет того, что, по существу, все электронные и электрические части находятся на одной и той же печатной плате 4, но расположены в двух разных электрических цепях, облегчается механическая сборка компонентов и повышается безопасность машины.