需要最小能量的用于制備飲料的機(jī)器及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制備芳香飲料例如濃縮類型的咖啡、茶和類似飲料的機(jī)器領(lǐng)域，以及涉及通常以節(jié)能的方式且特別地以自動(dòng)(即不連接外部能源)的模式操作這種機(jī)器。
[0002]本發(fā)明進(jìn)一步公開了前述類型的機(jī)器的操作方法。
【背景技術(shù)】
[0003]通過向機(jī)器中提供的一組能源消耗設(shè)備供應(yīng)電能來操作用于制備芳香飲料例如濃縮咖啡類型的咖啡的大部分機(jī)器。在濃縮類型的咖啡機(jī)的情況下，主要能源消耗設(shè)備是例如加壓栗類型的流體加壓裝置，和例如鍋爐或熱阻類型的流體加熱裝置。各自的操作參數(shù)通常在高于8bar、經(jīng)常高于12bar的壓力范圍內(nèi)，并且流體加熱溫度在80°C至100°C的范圍內(nèi)。這些操作參數(shù)對應(yīng)的額定功率值比較高，通常高于1000W。在該類型機(jī)器的情況下，特別地當(dāng)具有能量儲(chǔ)存裝置用于低壓下供應(yīng)能量時(shí)，降低每個(gè)飲料制備周期的能量需求，特別是熱需求尤其重要。
[0004]文獻(xiàn)EP 1460353 B1公開了一種用于制備濃縮類型的咖啡的機(jī)器，其基于230V(AC)操作，并且當(dāng)由電池供應(yīng)能量時(shí)具有增加強(qiáng)度的變流器，以及共同具有電功率為460W直至760W的第一和第二水加熱裝置。該文獻(xiàn)沒有公開與加壓裝置有關(guān)的電功率。該文獻(xiàn)提及用具有功率值低于500W的機(jī)器不可能制備多種濃縮類型的飲料。文獻(xiàn)EP 2471421也涉及兩種加熱裝置的用途，以便確保7至10秒的飲料制備時(shí)間，在機(jī)器操作中該時(shí)間與配電網(wǎng)有關(guān)，所述加熱裝置各自具有1200W的功率值。特別地，這些文獻(xiàn)沒有提及使用內(nèi)源的臨時(shí)性能量儲(chǔ)存有關(guān)的限制。
[0005]文獻(xiàn)EP 2177138 A1公開了相同類型但具有電池類型的能量儲(chǔ)存裝置的機(jī)器，所述能量儲(chǔ)存裝置具有大于500W且大于電池充電功率的放電功率。
[0006]文獻(xiàn)DE 2010055849 A1公開了一種調(diào)節(jié)飲料制備機(jī)器中制備熱水的方法，其基于比較不同操作參數(shù)的測定值與之前存儲(chǔ)表中記錄的值來調(diào)節(jié)加壓和加熱。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中沒有一篇文獻(xiàn)公開具有足夠能力且以連續(xù)方式高效(elevadaprontidao)的以至少六次、優(yōu)選至少十二次飲料的相關(guān)量自動(dòng)操作以制備例如濃縮類型的咖啡或類似飲料的機(jī)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種由至少一種芳香可食用的物質(zhì)，例如濃縮類型的咖啡、茶和類似物，制備飲料的機(jī)器，其包括通過熱且加壓的流體進(jìn)行所述物質(zhì)的提取周期，并且具有多個(gè)電能消耗設(shè)備，特別地包括流體加壓裝置和流體加熱裝置、用于連接至少一個(gè)外部能源(優(yōu)選至少兩外部能源)的裝置，例如在兩個(gè)不同區(qū)域的不同額定電壓的兩個(gè)固定電能配電網(wǎng)，包括任選地利用變壓裝置，并且被最優(yōu)化以便使與每種飲料的制備有關(guān)的能量需求最小化。
[0009]根據(jù)權(quán)利要求1實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。
[0010]特別地，根據(jù)本發(fā)明用于制備飲料的機(jī)器提供有能量管理裝置，以便其可以通過目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序調(diào)節(jié)能源消耗設(shè)備的操作，所述能源消耗設(shè)備至少包括流體加壓裝置和流體加熱裝置，所述目標(biāo)函數(shù)類型具有至少一個(gè)、優(yōu)選地預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述目標(biāo)功能包括在每個(gè)飲料提取周期中使能量消耗最小化的目標(biāo)。
[0011]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，利用目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序調(diào)節(jié)至少是當(dāng)由所述外部能源進(jìn)行供能時(shí)進(jìn)行的。
[0012]而且，本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)目標(biāo)是提供便攜式飲料制備機(jī)器，并且具有至少暫時(shí)性由所述外部能源自動(dòng)操作的可能性，換句話說，其沒有連接到所述外部能源，特別地通過使用至少一個(gè)內(nèi)部能源，例如電池或類似物，特別地以便僅基于所述內(nèi)部能源連續(xù)制備給定最小量的飲料，比如濃縮類型的咖啡或類似物。
[0013]根據(jù)本發(fā)明利用機(jī)器實(shí)現(xiàn)了該目標(biāo)，所述機(jī)器具有至少一個(gè)內(nèi)部能源，并且至少當(dāng)基于其操作時(shí)，特別地根據(jù)一組預(yù)先設(shè)定的操作參數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序包括使可以制備的飲料數(shù)量最大化的目標(biāo)。這些操作參數(shù)包括在飲料提取周期中使用的流體的加壓壓力和加熱溫度。特別地，優(yōu)選當(dāng)所述目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序包括至少制備設(shè)定的、優(yōu)選地預(yù)先定義的、最小數(shù)量的飲料的目標(biāo)(包括以基本上連續(xù)的方式且基于所述內(nèi)部能源的可利用能量和其他特性)。
[0014]因此，結(jié)果是僅使用內(nèi)部能源提供的能量有可能提供制備至少八次、優(yōu)選地至少十二次、特別優(yōu)選地至少十八次飲料，每次具有20至50ml的體積，并且需要至少8bar的壓力和80°C至100°C之間的溫度，或者具有同等的能量需要的大量飲料，其中每次飲料的制備時(shí)間優(yōu)選地為至多70秒，提取時(shí)間優(yōu)選地為15-30秒。
[0015]在這個(gè)意義上，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器具有能量管理裝置，該裝置具有目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序，所述目標(biāo)函數(shù)類型包括使每個(gè)飲料制備周期中供應(yīng)給能源消耗設(shè)備、尤其是供應(yīng)給流體加壓裝置和流體加熱裝置的能量總數(shù)最小化。而且，所述目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序包括基本上實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述能源消耗設(shè)備的能量分布，以便最優(yōu)化來自內(nèi)部能源的能量釋放和隨后其再生時(shí)期。
[0016]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器具有能量管理裝置，提供以使其可以幾乎實(shí)時(shí)鑒別和執(zhí)行一組與所述目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序有關(guān)的行為，包括以脈沖方式進(jìn)行。為此目的，提供所述能量管理裝置以使其可以時(shí)刻操作上識(shí)別和/或表征來自外部和/或內(nèi)部能源的能量可利用性，以便利用至少一個(gè)機(jī)器使用界面提供對其的指示，并決定向至少一些能源消耗設(shè)備的能量供應(yīng)和各自的操作參數(shù)。
[0017]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，提供所述能量管理裝置以使其可以決定以至少部分連續(xù)的方式或以間隔方式向流體加壓裝置和流體加熱裝置進(jìn)行能量供應(yīng)，包括以離散脈沖方式供應(yīng)，優(yōu)選地基于一組預(yù)先設(shè)定的操作參數(shù)。
[0018]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，提供所述能量管理裝置以使其可以基本上實(shí)時(shí)改變至少所述流體加壓裝置和/或流體加熱裝置的操作參數(shù)，特別地以便降低每個(gè)飲料提取周期中的能量需要。
[0019]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明的飲料制備機(jī)器具有流體加壓裝置和流體加熱裝置，它們是相同的，并且進(jìn)行提供以便以基本上類似的方式操作，與所述外部能源提供的電壓值無關(guān)。為此目的，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器具有連接至少一個(gè)外部能源的裝置，包括優(yōu)選地利用變壓裝置，和提供電能消耗設(shè)備從而一直低壓，優(yōu)選地低于50V的值，優(yōu)選地在24V至36V之間供應(yīng)電能，優(yōu)選直流電(DC)。
[0020]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述內(nèi)部能量源具有120Wh、優(yōu)選地80Wh的最大額定儲(chǔ)存容量，和至少5C、優(yōu)選地至少10C的放電容量。
[0021]而且，機(jī)器具有低于5kg、優(yōu)選地低于2.5kg的總重量，其中各個(gè)內(nèi)部能源具有1.5kg的最大重量，優(yōu)選0.8kg的最大重量。對于內(nèi)部能源可以考慮的技術(shù)的實(shí)例包括鋰聚合物(LiPo)電池、和磷酸鐵鋰(LiFeP04)及其它類似物。
[0022]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器至少暫時(shí)性具有設(shè)置在外部能源和所述能源消耗設(shè)備之間的變壓裝置，并具有最大800W、優(yōu)選地最大500W的額定功率，并且當(dāng)操作上連接時(shí)，所述變壓裝置提供在所述機(jī)器機(jī)箱的外部或內(nèi)部，并且具有用于連接可移動(dòng)類型或不可移動(dòng)類型的機(jī)器的裝置，其中所述變壓裝置優(yōu)選地設(shè)置為寬輸入范圍(amplo intervalo de entrada)裝置。
[0023]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種方法，其能夠最優(yōu)化使用可利用的能源用于制備飲料，特別是由于使內(nèi)部能源的使用最小化。
[0024]利用權(quán)利要求10的方法實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。
[0025]特別地，利用如下方法實(shí)現(xiàn)，其中一旦由使用者開啟機(jī)器，則設(shè)置在所述機(jī)器中的能量管理裝置識(shí)別和/或表征來自至少一個(gè)能源的能量可利用性，并且一旦由使用者啟動(dòng)飲料制備周期，則根據(jù)目標(biāo)函數(shù)類型的控制程序，所述能量管理裝置測量