用于工業(yè)發(fā)明的本專利申請涉及一種咖啡機以及相關(guān)的咖啡提取方法。

背景技術(shù)：

以相同申請人的名義申請的專利文獻(xiàn)第wo2015/051924號公開了一種咖啡機，其具有對液體咖啡進(jìn)行分配的杯子進(jìn)行稱量的負(fù)載單元，以及在達(dá)到所需重量時，停止分配咖啡的控制邏輯，以此方式將杯子填充至所需的咖啡量。但是在專利文獻(xiàn)第wo2015/051924號所公開的咖啡機中沒有得到任何有關(guān)用于制作一杯咖啡的粉末研磨咖啡份量(dose)的重量的信息。因此選擇分配用于制作咖啡的水的量沒有考慮包含在過濾器中的研磨咖啡的重量。

眾所周知，為消費者提供的液體咖啡的品質(zhì)主要取決于加入到咖啡機的過濾器中的粉末磨碎的咖啡份量的量。

專利文獻(xiàn)第wo2012/138327號公開了一種咖啡研磨機，其包括：用于稱重包含在即將用于咖啡機的過濾器中的研磨咖啡份量的稱重單元。然而，專利文獻(xiàn)第wo2012/138327號沒有公開任何與咖啡研磨機連接的咖啡機，以得到有關(guān)磨碎咖啡份量的重量的信息。因此，即使包含在過濾器中的磨碎咖啡份量具有最佳的重量，咖啡的品質(zhì)也將取決于從所述份量中提取咖啡的所分配水的量。

因此，盡管在專利文獻(xiàn)第wo2012/138327號中公開了使用一種咖啡研磨機，而在專利文獻(xiàn)第wo2015/051924號中公開了一種咖啡機，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員不能設(shè)定理想的注入比例，即，粉末咖啡和液體咖啡之間的比例。

專利文獻(xiàn)第wo2015/055343號公開了一種濃縮咖啡分配機，其包括：分配組件和用于檢測包含于過濾器內(nèi)的磨碎咖啡的量和分配產(chǎn)品的量的平衡件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于通過公開一種咖啡機以及咖啡提取方法，以提供在粉末咖啡和液體咖啡之間具有最佳比例的高品質(zhì)液體咖啡，從而消除現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

本發(fā)明的另一個目的在于公開一種咖啡機，其是準(zhǔn)確、可靠、多功能、實用并且是自動化的。

這些目的通過本發(fā)明的獨立權(quán)利要求1、7的特征來實現(xiàn)。

本發(fā)明的有益的實施方式通過從屬權(quán)利要求進(jìn)行體現(xiàn)。

咖啡機包括用于測量提取到杯子中的液體咖啡的重量的稱重系統(tǒng)，而咖啡研磨機包括用于測量分配于過濾器保持器內(nèi)的磨碎咖啡的重量的稱重系統(tǒng)?？Х葯C包括具有存儲器的控制單元，其中存儲不同類型的咖啡注入比例，而咖啡研磨機包括與咖啡機的控制單元可操作連接的控制單元，用于傳送有關(guān)包含于過濾器保持器內(nèi)的磨碎咖啡的重量的信息?？Х葯C的控制單元利用這些來自于咖啡研磨機的信息以提取滿足操作者選擇的注入比例的咖啡。

根據(jù)本發(fā)明的咖啡機以及咖啡提取方法的優(yōu)勢是顯而易見的。這種機器的使用提供了根據(jù)特殊咖啡混合、由咖啡制造商建議的、具有預(yù)先設(shè)定提取比例的高品質(zhì)的咖啡。

附圖說明

本發(fā)明的附加特征將從下面的描述中清楚地體現(xiàn)，其僅為示意性，不作為限定實施方式，其中：

圖1為本發(fā)明的咖啡機的示意性的框圖；以及

圖2為圖1咖啡機的立體圖，其中省略了咖啡研磨機。

具體實施方式

參考附圖，公開了本發(fā)明的咖啡機，其通常用參考標(biāo)號100表示。

咖啡機100包括分配單元7以及供給和加熱系統(tǒng)101，所述分配單元7分配用于注入的熱水，所述供給和加熱系統(tǒng)101用于向分配單元供給熱水。

所述供給和加熱系統(tǒng)包括：

-進(jìn)水口1，用于使來自供水系統(tǒng)的水進(jìn)入；

-泵2，用于通過第一水管4向煮水器3輸送水；

-具有加熱電阻6的第二水管5，以此將熱水從煮水器3向分配單元7輸送以分配熱水；

-電磁閥8，位于第二水管5的一個端部和所述咖啡分配單元7的入口處，以使分配單元7內(nèi)的熱水能夠通過或不能通過。

咖啡機100還包括：

-至少一個過濾器保持器9，具有至少一個分配噴嘴9a，用于分配液體咖啡；

-鍵盤10和顯示器11；以及

-支撐表面12，位于所述分配單元7的下面，用于支撐待充填的杯子t；

咖啡機100還包括與泵2、煮水器3、電磁閥8、鍵盤10和顯示器11連接的控制單元13。

鑒于此，根據(jù)操作者在鍵盤10上的操作控制，控制單元13能啟動和停止泵2、煮水器3的加熱水平，以及能使電磁閥8開啟和關(guān)閉。

支撐表面12沿水平面設(shè)置，且優(yōu)選為烤架形狀以使從杯子漏出的咖啡滴下。支撐表面12包括固定架12b和至少一個移動部12a，所述移動部12a根據(jù)置于移動部上的重量相對固定架12b上下移動。在將過濾器保持器安裝于分配單元內(nèi)時，移動部12a位于分配噴嘴7的下面，對應(yīng)于過濾器保持器的噴嘴9a。

盡管圖2僅顯示了一個分配單元3和一個過濾器保持器9，但是咖啡機100可以具有用于支撐多個過濾器保持器的、與支撐表面12對齊的一個分配單元，或者與支撐表面對齊的多個分配單元，其中每個分配單元用于支撐一個過濾器保持器。

因此，如果咖啡機100具有多個與支撐表面12對齊的過濾器保持器，則支撐表面12將包括多個移動部12a，對應(yīng)于每個過濾器保持器的每個分配噴嘴9a，或者在過濾器保持器具有兩個分配噴嘴的情況下，對應(yīng)于兩個分配噴嘴。

支撐表面的每個移動部12a與用于檢測置于相應(yīng)移動部12a上的每個杯子t的重量的電子負(fù)載單元14連接。所述負(fù)載單元14與控制單元13連接。鑒于上述情況，所述負(fù)載單元14對應(yīng)于填充杯子的液體咖啡的量瞬時檢測杯子的重量，并向控制單元13提供這樣的一條信息。

控制單元13具有存儲器，其中存儲有需要獲得杯中不同類型咖啡的注入比例。該比例為磨碎咖啡和液體咖啡之間的比例。例如，可以存儲三種注入比例，其分別對應(yīng)于三種類型的咖啡：普通咖啡、濃咖啡和淡咖啡。

操作者使用鍵盤10選擇消費者要求的特定類型的咖啡(普通咖啡、濃咖啡和淡咖啡)。然后，根據(jù)操作者所選擇的咖啡類型，控制單元13檢查待分配于每個過濾器保持器內(nèi)的熱水的具體的量，正如下面所描述的。

在將杯子t置于支撐表面的移動部12a上時，負(fù)載單元14向控制單元13發(fā)送有關(guān)特定杯子t的重量的信息，取得作為杯子的毛重的信息。

現(xiàn)在，操作者可以向咖啡機100發(fā)送咖啡分配指令，以激活泵2用于沿供應(yīng)過濾器保持器9的水管輸送加壓的熱水，同時，打開設(shè)置于分配單元7的入口的電磁閥8。鑒于上述情況，杯子t開始由過濾器保持器9分配的咖啡填充，負(fù)載單元14上的杯子的重量增加。

考慮到負(fù)載單元14受到控制單元13的作用，控制單元13實時接收有關(guān)在充填期間記錄的杯子重量逐漸增加的信息。顯示器11顯示容納于杯子t內(nèi)的液體咖啡的重量l。

參考圖2，咖啡機100包括具有前壁15的主體18，所述分配單元7從前壁15突出。

優(yōu)選地，與移動部12a連接的負(fù)載單元14容納于咖啡機的主體內(nèi)，且在任何情況下，分配單元7和支撐表面12均從垂直前壁15的后面向前突出。鑒于上述情況，保護負(fù)載單元免受咖啡噴灑。

每個負(fù)載單元14必須與支撐表面12的相應(yīng)的移動部12a連接。為此，每個移動部12a固定于一個或多個與相應(yīng)負(fù)載單元14連接的負(fù)載架16。因此，在杯子逐漸由咖啡填充時，負(fù)載單元14可以檢查相應(yīng)移動部12a上的重量的變化。

每個負(fù)載架16插入于咖啡機100的垂直前壁15內(nèi)的相應(yīng)的貫通槽15a。以此方式，每個負(fù)載架16具有從垂直前壁15向前突出的固定部16a。

每個移動部12a具有框架17，所述框架17具有固定在負(fù)載架的固定部16a上的固定部17a。以此方式，可以容易地將移動部12a卸下以清潔咖啡機。

咖啡機100還包括咖啡研磨機20。

咖啡研磨機20包括容器或漏斗21，用于向用于研磨咖啡豆的研磨組件22供給咖啡豆。電動機23與研磨組件22連接，以啟動或停止研磨組件22。進(jìn)料管24與研磨組件22連接以將磨碎的咖啡供給到由具有一個或多個分配噴嘴9a的過濾器保持器9支撐的過濾器90內(nèi)。通常提供僅具有一個分配噴嘴或具有兩個分配噴嘴的過濾器保持器。

當(dāng)電動機23啟動時，咖啡豆被研磨組件22研磨，且磨碎的咖啡被送到進(jìn)料管24。當(dāng)電動機23停止時，來自于進(jìn)料管24的磨碎咖啡的供給被中斷。

咖啡研磨機20包括框架f(在圖1中以虛線表示)，用于支撐并保持研磨組件22和電動機23。

支撐臺25位于進(jìn)料管24的下面。支撐臺25根據(jù)位于支撐臺25上的重量而上下移動。支撐臺用于支撐過濾器保持器9，從而將磨碎的咖啡分配到過濾器90內(nèi)。

支撐臺25與負(fù)載單元26連接，負(fù)載單元26用于稱重分配自進(jìn)料管24并容納在過濾器保持器9的過濾器90中的磨碎咖啡的重量。

負(fù)載單元26優(yōu)選位于框架f內(nèi)，以免被弄臟并避免由落在負(fù)載單元上的灰塵或咖啡粉末引起的稱重錯誤。在這種情況下，支撐臺25位于框架f的外部且通過連接支架28而與負(fù)載單元26連接。通過這種方式，容納于位于支撐臺25上的過濾器保持器的過濾器90內(nèi)的磨碎咖啡的重量通過連接支架28被傳遞到負(fù)載單元26。

咖啡研磨機20包括與負(fù)載單元26電連接的控制單元c，用于接收容納于過濾器90內(nèi)的磨碎咖啡的重量的表示值?？刂茊卧猚位于框架f內(nèi)。

控制單元c包括存儲器，其中存儲有一份量或兩份量或更多份量的磨碎咖啡的預(yù)定重量值。

負(fù)載單元26可以根據(jù)過濾器保持器9的重量進(jìn)行設(shè)定，以此方式準(zhǔn)確檢測容納于過濾器90內(nèi)的磨碎咖啡的重量?；蛘?，負(fù)載單元26不進(jìn)行設(shè)定而直接檢測過濾器保持器9的重量再加上容納于過濾器保持器9的過濾器90內(nèi)的磨碎咖啡的重量。在此情況下，待從負(fù)載單元26檢測的重量減去的過濾器保持器9的重量存儲于控制單元c的存儲器m內(nèi)，以得到容納于過濾器90內(nèi)的磨碎咖啡的重量。

另外，控制單元c包括比較裝置，用于比較由負(fù)載單元26檢測的咖啡重量(其對應(yīng)于容納在過濾器90內(nèi)的咖啡)與存儲于存儲器內(nèi)的預(yù)定值，且當(dāng)容納于過濾器90內(nèi)的磨碎咖啡的重量達(dá)到儲存于存儲器內(nèi)的預(yù)定值時，向電動機23發(fā)送停止信號sa。停止信號sa使電動機23停止運轉(zhuǎn)，繼而停止研磨組件22以及來自于進(jìn)料管24的磨碎咖啡的分配。

咖啡研磨機1任選地包括位于靠近支撐臺25附近的存在傳感器29，用于檢測支撐臺25上的過濾器保持器9的正確位置。存在傳感器29與控制單元c電連接。存在傳感器29有利地為一個接近開關(guān)(proximityswitch)，其向控制單元c發(fā)送on-off信號。

作為另一種選擇，或者除了存在傳感器之外，咖啡研磨機1還包括與開關(guān)連接的手動制動按鈕，用于啟動研磨組件22。

咖啡研磨機20還包括與控制單元c電連接的控制面板p?？刂泼姘錺包括顯示器p1和按鈕面板p2。顯示器p1用于顯示由負(fù)載單元26檢測的磨碎咖啡的重量。按鈕面板p2用于改變存儲于控制單元c的存儲器內(nèi)的磨碎咖啡的預(yù)定重量值。

根據(jù)本發(fā)明，咖啡研磨機20的控制單元c可操作地與咖啡機100的控制單元13連接。因此，咖啡機100的控制單元13可以接收來自咖啡研磨機20的控制單元c的有關(guān)被填充于咖啡研磨機20、容納于過濾器保持器9內(nèi)的磨碎咖啡的重量的信息。

考慮到咖啡研磨機20的控制單元c靠近咖啡機100的控制單元13，兩個控制單元c、13可以通過具有數(shù)據(jù)線的電纜進(jìn)行連接。

然而，為了避免電纜連接的笨重，控制單元c、13有利地通過無線模式連接，例如，短距離無線通信技術(shù)(藍(lán)牙)、無線局域網(wǎng)絡(luò)(wi-fi)、或者移動電話系統(tǒng)(gsm、3g、4g)。在使用多個過濾器保持器9時，為了從咖啡研磨機20的控制單元c接收數(shù)據(jù)，咖啡機100的控制單元13使用fifo(先入-先出)型的數(shù)據(jù)排隊系統(tǒng)以免產(chǎn)生干擾。

下面繼續(xù)對操作咖啡機100進(jìn)行說明。

考慮到單個過濾器保持器(用于一杯咖啡)的重量不同于兩個過濾器保持器(用于兩杯咖啡)的重量，為了能夠識別這兩種類型的過濾器保持器，最初咖啡研磨機20需要進(jìn)行自我學(xué)習(xí)步驟，其中，通過簡單地將過濾器保持器逐個地置于支撐臺25上，而將各種類型的過濾器保持器9的重量進(jìn)行存儲。

最初，有必要設(shè)定待保存于研磨咖啡機的控制單元c的存儲器內(nèi)的磨碎咖啡的單份量(用于單份量的過濾器保持器)的重量和設(shè)定雙份量(用于兩份量的過濾器保持器)的重量。

然后，開始進(jìn)行咖啡提取工藝。

將待使用的過濾器保持器9置于支撐臺25上，并且負(fù)載單元26持續(xù)地稱重過濾器保持器9的毛重，以便即使在過濾器保持器9有污垢的情況下重量值也為0。

當(dāng)過濾器保持器9置于支撐臺25上時，控制單元c收到過濾器保持器9的重量，并將其與存儲于存儲器內(nèi)的重量值進(jìn)行比較，以此識別其為單份量過濾器保持器還是雙份量過濾器保持器。

開始研磨咖啡豆，操作者可以選擇兩種模式：自動模式，其中在預(yù)設(shè)延遲時間后開始研磨；手動模式，其中在操作者按壓鍵盤p2上的分配按鈕時開始研磨。

在這兩種模式中，控制單元c比較在分配期間由負(fù)載單元26檢測到的磨碎咖啡的重量和存儲于存儲器內(nèi)的咖啡的重量，并在分配于過濾器保持器的咖啡的重量達(dá)到存儲器所存儲的重量時，停止電動機23，中斷研磨。

有利地，在控制單元c內(nèi)安裝有軟件，其實現(xiàn)用于過濾來自外部振動的脈沖的算法。軟件和硬件系統(tǒng)過濾來自負(fù)載單元26由于咖啡重力而產(chǎn)生的脈沖。實際上，如果用戶偶然地碰到咖啡研磨機，負(fù)載單元26將接收到擊打(或反擊)(bloworcounterblow)，其在負(fù)載單元內(nèi)將產(chǎn)生信號。實際上，這是一個錯誤的信號，并不是由所提取的咖啡的重量產(chǎn)生的。

通過運算法則，安裝于邏輯單元c的軟件可以識別：

1)強脈沖作為尖波而來和消失(例如，作用于負(fù)載單元上的猛烈的壓力)；以及

2)弱的連續(xù)脈沖(例如，由另外的家用電器，如洗碗機所引起的臺面的振動)。

為此，對咖啡研磨機進(jìn)行校準(zhǔn)檢測，并保存來自于負(fù)載單元26的白信號，所述負(fù)載單元用于檢測所有并非由下落咖啡造成的信號。在咖啡研磨機操作期間，對來自負(fù)載單元26的信號和適當(dāng)插入的白信號進(jìn)行持續(xù)檢測和比較。將白信號從來自于負(fù)載單元的總信號中減去，得到僅由于所提取咖啡的信號。

在電動機23停止后，因為少量的磨碎咖啡持續(xù)從分配單元42掉落，運算預(yù)先停止研磨，即，在分配的咖啡的重量達(dá)到存儲器保存的重量之前停止研磨，這是考慮到電動機23停止后咖啡的掉落。這種運算可根據(jù)咖啡的類型和機器而進(jìn)行設(shè)定。

在過濾器保持器9內(nèi)的磨碎咖啡的份量完成時，咖啡研磨機的顯示器p1顯示容納于過濾器保持器9的咖啡的重量w。該重量是容納于過濾器保持器9的咖啡的實際重量，而不是存儲于存儲器內(nèi)的預(yù)設(shè)的份量的重量。

現(xiàn)在，咖啡機20的控制單元c向咖啡研磨機100的控制單元c發(fā)送有關(guān)填充于咖啡研磨機20內(nèi)的、容納于過濾器保持器9內(nèi)的磨碎咖啡的重量w。

當(dāng)咖啡機100的控制單元13收到有關(guān)過濾器保持器9內(nèi)的咖啡的重量的信息時，以及當(dāng)杯子t內(nèi)的液體咖啡的重量l符合預(yù)設(shè)的各種類型的咖啡的注入比例時，咖啡機100的控制單元13將停止液體咖啡的提取。

注入比例為將填入過濾器保持器9的磨碎咖啡份量的重量w和提取結(jié)束時杯中的液體咖啡的重量l的真實比例。

注入比例可以按照咖啡制造商提供的說明、根據(jù)所使用的咖啡混合而改變。對于完美的濃縮咖啡而言，理想的比例為0.4～0.6。

為了說明發(fā)明目的，對于特定的咖啡混合：

-淡咖啡的注入比例為0.3～0.4

-普通咖啡的注入比例為0.4～0.6

-濃咖啡的注入比例為0.6～0.7

預(yù)設(shè)注入比例存儲于咖啡機的控制單元13的存儲器內(nèi)。當(dāng)咖啡機的控制單元13接收到來自于咖啡研磨機的控制單元c的磨碎咖啡的重量p時，通過了解所需的注入比例，咖啡機的控制單元13可以計算杯中液體待達(dá)到的重量l，以得到所需的注入比例。

咖啡機的負(fù)載單元14測量杯子t內(nèi)的液體的重量，當(dāng)杯子t內(nèi)的液體的重量l達(dá)到所需的注入比例時，咖啡機的控制單元13停止液體咖啡的分配。

對于本發(fā)明的實施方式可以進(jìn)行各種變化和改變，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所能達(dá)到的水平內(nèi)，任何落入本發(fā)明范圍的情況都將落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。