фильтродержатель для кофеварок со средством регулирования качества кофе и кофеварка, содержащая указанный фильтродержатель

Формула изобретения

1. Фильтродержатель (11) для кофеварок, содержащий чашу (17), в которую вставлен фильтр для кофе, по меньшей мере один выпускной патрубок (13) и соединенный с указанным выпускным патрубком клапан (27) для стабилизации противодавления при заваривании, причем фильтродержатель (11) дополнительно содержит регулировочное устройство (31) для регулирования противодавления при заваривании посредством клапана (27), при этом указанное регулировочное устройство (31) может управляться пользователем для регулирования условий заваривания, и указанное регулировочное устройство (31) содержит регулируемую заслонку для изменения поперечного сечения отверстия (57А) для подачи кофе, расположенную между указанным клапаном (27) и указанным выпускным патрубком (13).

2. Фильтродержатель (11) по п.1, в котором указанный клапан (27) содержит: впускное отверстие, обеспечивающее сообщение по текучей среде внутренней части указанной чаши (17) с камерой для компенсации давления, выпускное отверстие, обеспечивающее сообщение камеры для стабилизации давления с указанным выпускным отверстием, причем указанная камера для стабилизации давления содержит упругий элемент (49), связанный со средством дросселирования впускного отверстия для изменения сечения указанного впускного отверстия.

3. Фильтродержатель (11) по п.1 или 2, который содержит ручку (15), прикрепленную к указанной чаше (17), и указанное регулировочное устройство (31) продолжается вдоль указанной ручки и содержит средство управления (65), прикрепленное к указанной ручке.

4. Фильтродержатель (11) по п.3, в котором указанное регулировочное устройство (31) продолжается в продольном гнезде внутри указанной ручки (15).

5. Фильтродержатель (11) по п.3 или 4, в котором указанное средство управления (65) прикреплено к противоположному концу указанной ручки (15) относительно указанной чаши (17).

6. Фильтродержатель (11) по п.1 и 3, в котором указанное регулировочное устройство (31) содержит стержень (61), проходящий приблизительно параллельно указанной ручке, первый конец которого соединен с указанным средством управления (65), а второй конец которого соединен с элементом для регулирования сечения указанного отверстия (57А) для подачи кофе, расположенного между указанным клапаном (27) и выпускным патрубком (13).

7. Фильтродержатель (11) по п.6, в котором указанный стержень (61) упруго нагружен в осевом направлении и способен поворачиваться вокруг своей собственной оси для изменения указанного сечения выпускного отверстия (57А), расположенного между указанным клапаном (27) и выпускным патрубком (13).

8. Фильтродержатель (11) по п.1, в котором указанное регулировочное устройство (31) содержит перфорированный корпус, образующий канал для потока кофе с впускным отверстием и выпускным отверстием, при этом указанное впускное отверстие сообщено по текучей среде с указанным отверстием, причем соответствующие положения указанного отверстия и указанного впускного отверстия могут регулироваться для изменения сечения указанного отверстия.

9. Фильтродержатель (11) по п.1, в котором указанная чаша (17) содержит узел (25), включающий корпус клапана (27) для стабилизации противодавления, указанное отверстие (SPA), гнездо (29) для указанной заслонки и канал (26), соединенный с указанным по меньшей мере одним выпускным патрубком (13).

10. Кофеварка (1), содержащая фильтродержатель (11) по любому предшествующему пункту.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к машинам для приготовления кофе. В частности, настоящее изобретение относится к кофеваркам, содержащим так называемый фильтродержатель, т.е. устройство, обычно содержащее ручку и емкость для кофе, в которую помещена порция кофе, фильтродержатель также содержит соединительное средство, обычно байонетного или подобного типа, для закрепления фильтродержателя под устройством для подачи горячей воды в кофеварке.

Многие кофеварки как для бытового, так и для профессионального применения, используют так называемый фильтродержатель, предназначенный для вмещения порции кофе, который прикреплен к кофеварке в положении под трубкой, которая подает горячую воду, поступающую из бойлера. Фильтродержатель содержит чашу, вмещающую фильтр для кофе с одним или двумя выпускными патрубками, через которые получают кофе в результате заваривания молотого кофе, загруженного и спрессованного над фильтром, помещенным в чашу. Чаша оснащена ручкой и соединительным средством, обычно байонетного типа, для прикрепления его к кофеварке.

Эти фильтродержатели могут быть выполнены с возможностью использования сыпучего молотого кофе или предварительно упакованных порций кофе, например, в виде кассет, капсул или пластин. Как станет понятно ниже, настоящее изобретение может быть применено к обоим типам фильтродержателя, т.е. к типам, предназначенным для использования с сыпучим молотым кофе, и к типам, предназначенным для использования с молотым кофе, предварительно упакованным в виде пластин, капсул, кассет или других типов упаковки.

Примеры фильтродержателей и кофеварок, которые используют такие фильтродержатели, описаны в WO-A-02091891, DE-A-19640170, WO-A-9739668, WO-A-9116845, US-A-4644856, EP-A-727164, US-A-7150219, US-A-5473973, US-A-4882982 и EP-A-726053.

В некоторых фильтродержателях известного типа установлена простая соединительная трубка, направленная вниз от фильтра, которая ведет к выпускному патрубку (выпускным патрубкам), расположенному внизу. Эти фильтродержатели имеют недостаток в том, что качество получаемого кофе трудно регулировать или повторять. Фактически, общеизвестно, что органолептические свойства кофе в большой степени зависят от условий заваривания и, особенно, от скорости, с которой вода проникает через прессованный молотый кофе внутри камеры заваривания, которая состоит из чаши, прикрепленной к кофеварке. Большая или меньшая степень прессования молотого кофе, большее или меньшее количество молотого кофе в фильтре, большая или меньшая степень измельчения или разное влагосодержание молотого кофе являются факторами, которые могут в значительной степени изменять конечный результат процесса заваривания.

Для устранения этого недостатка некоторые фильтродержатели оснащены клапаном для компенсации противодавления, т.е. давления на участке, на котором кофе выходит из камеры заваривания, т.е. вниз от фильтра. US-A-4882982, US-A-5473973 и WO-A-9116845 описывают различные типы клапана для компенсации противодавления, т.е. давления, при котором кофе выгружается из объема, определяющего камеру заваривания в фильтродержателе. Эти клапаны обычно оснащены элементом, который закрывает нижнюю сторону чаши фильтродержателя и который упруго сжимается в указанном закрытом положении, так что он может быть открыт для обеспечения вытекания кофе, когда заданное давление приложено к нему.

Устройство, описанное в US-A-4882982, содержит заслонку с иглой, соединенную с упругим элементом, для изменения сечения выпускного отверстия для кофе и регулирования условий заваривания.

Клапан для компенсации давления или противодавления в автоматической кофеварке описан в US-A-6382083. В этом случае клапан используется в выпускной трубке автоматического узла заваривания. Этот известный клапан оказался особенно эффективным в управлении потоком кофе во время процесса заваривания.

Известные типы фильтродержателя, даже фильтродержатели, оснащенные клапаном для компенсации противодавления, не дают возможности пользователю регулировать органолептические характеристики кофе. Другими словами, они не позволяют пользователю легко получать крепкий или слабый кофе, например короткий эспрессо, долгий эспрессо или американский кофе.

Существо изобретения

В соответствии с одним аспектом задача настоящего изобретения состоит в усовершенствовании фильтродержателей кофеварок известного типа и уменьшении или полном или частичном устранение по меньшей мере некоторых из упомянутых недостатков известных фильтродержателей.

Вкратце, настоящее изобретение относится к фильтродержателю, оснащенному клапаном для стабилизации или компенсации противодавления при заваривании, причем указанный фильтродержатель также содержит регулировочное устройство для изменения величины противодавления, при котором работает клапан для стабилизации давления. С помощью регулировочного устройства пользователь может, таким образом, изменять условия заваривания для получения более или менее концентрированного или более или менее разбавленного кофе.

В одном варианте осуществления регулировочное устройство содержит выпускное отверстие для кофе в сообщении с клапаном для стабилизации давления и с выпускным патрубком и регулируемую заслонку для изменения сечения канала через указанное отверстие.

Поперечное сечение канала через отверстие может регулироваться с помощью штока, который регулируется посредством завинчивания. Указанная регулировка, предпочтительно, достигается с помощью заслонки, которая установлена для изменения сечения канала для потока, посредством ее поворота вокруг оси регулирования.

В одном варианте изобретения клапан для стабилизации давления содержит впускное отверстие, которое размещает внутреннюю часть чаши в соединении по текучей среде с камерой для компенсации давления, выпускное отверстие, которое размещает камеру для компенсации давления в соединении с выпускным отверстием и в котором указанная камера для компенсации давления содержит упругий элемент, соединенный с элементом для регулирования расхода с помощью заслонки впускного отверстия для изменения сечения канала через указанное отверстие.

В особенно предпочтительном варианте изобретения фильтродержатель содержит, в основном, ручку, прикрепленную к чаше, и регулировочное устройство продолжается вдоль указанной ручки и, предпочтительно, в гнезде внутри нее. Ручка может содержать средство управления, например, в виде круглого диска, гайки или подобного элемента, предпочтительно, на противоположном конце ручки от чаши.

Это не исключает возможности расположения указанного средства управления в промежуточном положении вдоль длины захвата или непосредственно в окрестности чаши, содержащей фильтр, но средство управления, расположенное на свободном конце захвата, является более простым в изготовлении и более легким и более удобным в использовании, а также менее подверженным эффекту нагревания в результате прохождения горячей воды через камеру заваривания.

В некоторых вариантах осуществления регулировочное устройство может включать в себя шток, выполненный с возможностью закручивания в гнезде, образованном в захвате. В предпочтительном варианте осуществления регулировочным устройством является шток, который продолжается внутри захвата и приблизительно параллельно ему. Первый конец штока, предпочтительно, соединен со средством управления, а второй конец штока соединен с элементом, который изменяет сечение отверстия, обеспечивающего прохождение кофе вниз от клапана для стабилизации давления.

В некоторых вариантах осуществления шток упруго нагружен в осевом направлении и выполнен с возможностью поворота вокруг своей собственной оси для регулирования сечения канала через отверстие.

Шток может содержать перфорированный корпус, состоящий, например, из конечной расширенной части штока, образующий канал для потока кофе, с впускным отверстием и выпускным отверстием. Этот перфорированный корпус выполнен таким образом, что его перемещение, например его поворот вокруг оси, изменяет сечение отверстия для прохождения кофе. В одном возможном варианте осуществления впускное отверстие перфорированного корпуса соединено по текучей среде с указанным отверстием для прохождения кофе вниз от клапана для стабилизации давления, так что соответствующие положения указанного отверстия и впускного отверстия в перфорированном корпусе могут изменяться для изменения поперечного сечения канала через указанное отверстие.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение также относится к кофеварке, содержащей фильтродержатель, как описано выше.

Настоящее изобретение далее поясняется со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых представлен неограничивающий вариант осуществления изобретения. Более конкретно, на чертежах

фиг.1 - вид кофеварки для бытового использования, к которой может быть применено настоящее изобретение;

фиг.2 - вид сверху фильтродержателя в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 - вид в продольном сечении по III-III на фиг.2;

фиг.4 и 5 - увеличенные виды в сечении на фиг.3;

фиг.6 - увеличенный вид части на фиг.5; и

фиг.7 - вид в сечении по VII-VII на фиг.6.

Подробное описание варианта осуществления изобретения

Настоящее изобретение описано ниже в связи с его применением в бытовой кофеварке, которая использует сыпучий молотый кофе. Однако, как упомянуто выше, настоящее изобретение также может применяться в профессиональных кофеварках и даже или в профессиональных или бытовых кофеварках, которые основаны на использовании пакетиков, капсул, кассет или других контейнеров с предварительно упакованными порциями молотого кофе. В этом случае фильтродержатель может включать в себя систему (по существу, известную) для перфорации капсулы, пакетика, кассеты или другого типа упаковки, когда это необходимо для используемого типа упаковки.

Кофеварка на фиг.1, целиком обозначенная ссылочной позицией 1, содержит основание 3 со стойкой 5, которая поддерживает верхнюю часть 7, под которой расположена соединительная втулка 9 для закрепления фильтродержателя, целиком обозначенного ссылочной позицией 11, с подающим выпускным патрубком 13 и соединительным средством байонетного типа для его прикрепления к машине 1.

Фильтродержатель 11 в целом изображен более подробно на фиг.2 и 3. Он содержит ручку или захват 15, который целиком прикреплен к чаше 17, включающей в себя выемку 19, в которую вставляется фильтр 21. Фильтр 21 вмещает молотый кофе, из которого получают напиток посредством извлечения ароматического вещества, содержащегося в молотом кофе, при прохождении горячей воды под давлением через него.

При соединении чаши 17 с кофеваркой с помощью байонетной муфты 23 она образует камеру заваривания, в которой извлекают ароматические вещества, содержащиеся в молотом кофе, с помощью горячей воды, проходящей под давлением через молотый кофе, спрессованный внутри фильтра 21.

В одном варианте осуществления фильтр 21 содержит перфорированную нижнюю часть 21A, окруженную стенкой 21B в форме усеченного конуса, которая обеспечивает водонепроницаемое уплотнение с уплотнительным кольцом или O-кольцом 23.

В одном варианте осуществления модуль 25 расположен в нижней части чаши 17, который образует корпус клапана для стабилизации противодавления, целиком обозначенного ссылочной позицией 27 и описанного более подробно ниже. Указанный модуль 25 также содержит проток 26 в соединении с выпускным патрубком 13 и гнездо 29 для регулируемой заслонки устройства для регулирования противодавления, обычно обозначенного ссылочной позицией 31, описанного более подробно ниже, которое проходит, по меньшей мере, частично через внутреннюю часть захвата 15.

Модуль 25 содержит выступающую часть 25A с наружной резьбой, через которую продолжается проток 26. Указанная выступающую часть 25A продолжается под чашей 17 через отверстие 17A и патрубок 13, который, например, для указанной цели имеет резьбовой корпус 13A, навинченный на резьбу на выступающей части 25A. Таким образом, модуль 25 закрепляется с возможностью съема внутри чаши 17.

Клапан 27 для стабилизации противодавления может быть выполнен известным способом. В одном особенно предпочтительном варианте изобретения указанный клапан имеет конструкцию и функции клапана, описанного в US-A-6382083, содержание которого полностью включено в данный документ и составляет неотъемлемую часть настоящего описания, и подразумевается, что полностью воспроизведен здесь.

Назначением клапана 27 является стабилизация давления в выпускном отверстии камеры заваривания, т.е. противодавления при заваривании. Как объяснено кратко ниже, клапан содержит шток или иглу, которая изменяет поперечное сечение канала через первое отверстие для потока кофе, выходящего из фильтра 21. Перемещение этой иглы регулируется потоком кофе для поддержания противодавления постоянным, т.е. неизменным, и, следовательно, получения воспроизводимого качества кофе независимо от влияния различных параметров, таких как степень измельчения молотого кофе, степень, до которой он прессуется внутри фильтра 21, и т.д. Как объяснено ниже, давление или противодавление, при котором клапан 27 приводится в действие, может регулироваться и предварительно задаваться пользователем с помощью регулировочного устройства 31, которое обеспечивает фильтродержатель дополнительной функцией.

Вкратце, отсылая читателя к US-A-6382083 для более подробного описания его работы и конструкции, клапан 27 содержит жесткий элемент 41, проходящий вдоль оси A-A клапана и образующий средство регулирования расхода с помощью заслонки, т.е. частичного закрытия, отверстия 43, через которое кофе, получаемый из фильтра 21, продолжается по направлению к выпускному патрубку 13. В одном варианте осуществления отверстие 43 образовано в модуле 25, содержащемся в нижней части чаши 17. В другом варианте осуществления отверстие 43 образовано в нижней части уловителя 45 (фиг.6), образованного в модуле 25. Уловитель 45 может быть предпочтительно окружен наклонной поверхностью 47 для сбора кофе, в свою очередь, образующей часть модуля 25 и расположенной под нижней частью 21A фильтра 21 для облегчения слива кофе в отверстие 43.

Жесткий элемент 41 содержит шток 41A, оканчивающийся фасонным концом 41B для регулирования расхода с помощью заслонки отверстия 43. В промежуточной части вдоль продольной длины штока 41A жесткий элемент 41 включает в себя пластину 41C. На одной линии с указанной пластиной 41C жесткий элемент 41 соединен с упругой мембраной 49, по существу, круглой формы с промежуточным криволинейным участком, который делает ее легко деформируемой в результате перемещения жесткого элемента 41 в направлении f41. Кромка 49A мембраны 49 блокируется между корпусом клапана 27, образованным внутри модуля 25, и колпачком 51, который блокируется на корпусе клапана с помощью байонетной муфты 51A или другого пригодного средства.

Ссылочная позиция 51B обозначает рельефную внутреннюю полую центральную часть колпачка 51, содержащую пружину 53 сжатия, которая толкает пластину 41C на жестком элементе 41 для перемещения указанной пластины в максимально поднятое положение, соответствующее полностью открытому состоянию отверстия 43.

Внутри модуля 25 образована камера 55, предпочтительно, соосная с отверстием 42, в которой продолжается шток 41A жесткого элемента 41. Камера 55 заканчивается, по существу, кольцеобразной кромкой 55A, вдоль которой образован канал 55B, соединяющий указанную камеру 55 с каналом 57 для слива кофе. Канал 57 соединен (с помощью заслонки, описанной ниже, которая образует часть регулировочного устройства 31) с протоком 26 для прохождения кофе по направлению к выпускному патрубку 13 и образует отверстие 57A с поперечным сечением, которое регулируется с помощью регулировочного устройства 31, как описано более подробно ниже.

Работа клапана 27, кратко описанного выше, состоит в следующем. Когда фильтродержатель, содержащий спрессованный молотый кофе, прикреплен к кофеварке и подана горячая вода, кофе выходит из фильтра 21 и продолжается в уловитель 45 и затем через отверстие 43 в камеру 55 и из нее через канал 55B в канал 57, так что он может выходить через выпускной патрубок 13. Вода подается в фильтродержатель при определенном положительном давлении, обычно составляющем 10-17 бар. Из-за перепада давления или потери нагрузки внутри спрессованного молотого кофе в фильтре 21 в пространстве вниз по потоку от фильтра, образованном между перфорированной нижней частью 21A и поверхностью 47, будет возникать давление или противодавление, которое ниже давления воды, прибывающей из бойлера. Противодавление вниз по потоку от фильтра 21 обычно составляет около 7 бар, но это значение может изменяться и задаваться пользователем с помощью способа, описанного ниже. Клапан 27 поддерживает указанное противодавление постоянным при значении, которое может регулироваться пользователем.

Противодавление стабилизируется следующим образом. Кофе, который продолжается через фильтр 21, собирается в уловителе 45 и продолжается через отверстие 43 для заполнения камеры 55, причем давление, оказываемое проходящим кофе, воздействует на упругую мембрану 49 и, таким образом, нагружает пружину 53 сжатия. Если скорость потока кофе выше номинальной скорости потока и противодавление в результате является недостаточным, поток кофе сжимает пружину 53, вызывая последующее смещение вниз штока 41A и связанное с этим постепенное закрытие или дросселирование отверстия 43 фасонным концом 41B. Это вызывает увеличение противодавления вниз по потоку от фильтра 21 с одной стороны и с другой стороны уменьшение скорости потока и последующее опорожнение камеры 55 через канал или отверстие 55B с постепенным возвратом штока 41A в его исходное положение. Равновесие между вызванным давлением и усилием пружины 53, на которую оказывает воздействие скорость потока кофе, выходящего из клапана, таким образом, поддерживает противодавление вниз по потоку от фильтра 21 в соответствии с требованием и предварительной установкой пользователя.

Поток кофе через отверстие 55B в камере 55 зависит от параметров потока вниз по потоку от канала 57. Регулировочное устройство 31, описанное в данном документе, используется для того, чтобы дать возможность пользователю изменять эти параметры потока в определенном рабочем диапазоне для увеличения или уменьшения скорости потока кофе через клапан 27 и, таким образом, изменения органолептических характеристик получаемого напитка.

Регулировочное устройство 31 содержит стержень 61, который продолжается в продольном направлении в гнезде 63, образованном в ручке или захвате 15. На противоположном конце от чаши 17 стержень 61 соединен со средством 65 управления в виде круглой ручки. Поворот круглой ручки 65 в направлении двойной стрелки f65 вокруг оси B-B ручки или захвата 15 вызывает соответствующий поворот стержня 61 вокруг его оси. Стержень 61 включает в себя расширенную часть 61A (фиг.4) с гибкими зубьями 61B, которые зацепляются вследствие механического взаимодействия с пазами, образованными в корпусе 64, который удерживает шток внутри захвата 15. Это устройство является таким, что стержень 61 может перемещаться в осевом направлении с ограниченной степенью внутри его гнезда в захвате 15 в результате перемещения зубьев 61B внутри пазов в корпусе 64. Последний соединен с возможностью кручения с круглой ручкой 65, так что любой поворот круглой ручки 65 в направлении f65 (фиг.4) вокруг оси стержня 61 вызывает поворот указанного штока.

Между корпусом 64 и расширенной частью 61A штока расположена пружина 66 сжатия, которая толкает стержень 61 по направлению к чаше 17.

Конец стержня 61 противоположно расширенной части 61A соединен с регулирующим элементом или заслонкой для удлинения канала через отверстие 57A, образованное концевой частью канала 57 на стороне гнезда 29. Регулирующий элемент или заслонка, обозначенная ссылочной позицией 69, состоит, по существу, из расширенной части штока, которая размещена внутри гнезда 29. Расширенная часть 69 содержит канал 71, который размещает канал 57 в соединении с кольцеобразным каналом 73, образованным между внутренней поверхностью гнезда 29 и наружной поверхностью участка расширенной части 69.

Канал 71 соединен по текучей среде с прорезью 72, которая открывается на переднюю поверхность расширенной части 69. Эта прорезь находится противоположно отверстию 57A, и взаимное расположение этой прорези 72 и отверстия 57A является таким, что поперечное сечение канала текучей среды зависит от этих двух элементов и изменяется при повороте стержня 61 (который выполнен как одно целое с прорезью 22) вокруг оси B-B стержня 61. Другими словами, прорезь 72 смещена от центра относительно канала 57, так что поперечное сечение потока через отверстие 57A может изменяться посредством поворота стержня 61 вокруг его оси B-B.

Кольцеобразный канал 73 находится в непосредственном соединении по текучей среде с протоком 26 и, следовательно, с выпускным патрубком 13.

Поворот стержня 61 вокруг его собственной оси заставляет прорезь 72, которая смещена от центра относительно канала 57 и отверстия 57A, занимать разное положение относительно последнего, увеличивая или уменьшая поперечное сечение канала для кофе через указанное отверстие. Это поперечное сечение может, таким образом, изменяться для регулирования скорости потока кофе, выходящего из стабилизирующего клапана 27. Установка углового положения стержня 61 для уменьшения сечения канала через отверстие 57A до минимума будет также уменьшать до минимума скорость потока кофе, проходящего через клапан 27. В результате, скорость потока через клапан 27 можно регулировать для получения более концентрированного или более насыщенного кофе. При постепенном увеличении сечения канала через отверстие 57A посредством поворота стержня 61 кофе быстрее продолжается через камеру 55 в клапане 27, и, следовательно, получается менее концентрированный, т.е. более разбавленный, кофе, подаваемый из фильтродержателя.

Другими словами, вместе со стержнем 61 регулировочное устройство 31 дает возможность пользователю изменять органолептические характеристики напитка по желанию посредством простой регулировки круглой ручки 65, которая изменяет скорость подаваемого потока через регулирующий клапан 27.

Для обеспечения уплотнения между передней поверхностью расширенной части 69 стержня 61 и концевой поверхностью гнезда 29, образованного в модуле 25, стержень 61 упруго нагружен в осевом направлении пружиной 66 сжатия, которая удерживается в частично сжатом положении между корпусом 64 и расширенной частью 61A стержня 61. Корпус 64 приводится в соприкосновение с упором 15A на захвате 15, и сжимающее усилие пружины 66 в результате толкает стержень 61 по направлению к чаше 17, так что передняя поверхность расширенной части 69 нажимает на конец гнезда 29 и образует водонепроницаемое уплотнение с ним. Упругое кольцо или уплотнительное кольцо 85 расположено в кольцеобразном гнезде 87, образованном в промежуточной части стержня 61 для предотвращения прохождения кофе вдоль поверхности стержня 61 на захват или ручку 15.

Понятно, показанный на чертежах вариант изобретения может быть изменен по форме и расположению без выхода из объема настоящего изобретения.