[发明专利]节能咖啡机

说明书

公开了节能咖啡机。自动咖啡机具有非常低的热效率，因为它们必须对相当大的热质量进行加热，该自动咖啡机由图1中出现的加热器3)构成，其具有通常在0.5Kg与1Kg之间变化的金属重量，该金属典型地由铝组成。所述质量用于稳定要被注入到咖啡的混合物中的水的温度。在该配置中，热能的90％或更多被浪费。本发明的主题的节能咖啡机相反利用图4中出现的加热器3)构造，其具有比要被加热的液体的质量低得多的热质量，并典型地利用重量为几克的如图4所示金属管3)构造。图4中的加热电流41)直接在所述管上流动，从而对管与含在其中的水一起进行加热，同时非常快速的温度控制电路使得能够维持流过图4所示的加热器3)的水的恒定温度。温度测量在加热电流41)没有通过管30)时通过监测图4所示的管30)的电阻来执行。以这种方式，获得高的能量效率，原因在于当按压启动按钮48)时咖啡的分配立即开始，并且在一杯咖啡与下一杯咖啡的分配之间机器保持完全切断。

本申请是申请号为201280067936.5，申请日为2012年12月6日，题为“节能咖啡机”的中国发明专利申请的分案申请。

存在在家里、办公室、健身中心、学校和工厂中装配的数百万的用于自动产生浓缩咖啡的机器。这些机器的能量消耗没有被优化，并且实际用于制作咖啡的能量是总吸收功率的非常小的一部分。一方面，考虑到全世界存在的非常高的数量的机器，我们见证了显著的能量浪费，并且另一方面，在电力的可用性是有限的地方(例如，在汽车中或户外)，我们不能够获得咖啡。本发明的目的在于实现一种具有高能量效率的咖啡机，即使在电力供给网络不可用的情况下通过可替代地连接到器具中自含的或者它被安装在其上的运输工具的装置中可用的电池(例如，汽车电池)也能够制作咖啡。

现有技术

如图1所示，用于在家庭或者办公室大小中产生浓缩咖啡的机器至少由水箱(1)、泵(2)组成，该泵(2)用于将水传送到加热器(3)并传送到容纳在容器(4)中的咖啡的混合物，该容器(4)通过喷嘴(11)将咖啡运送到杯子(5)中。

在被放入与咖啡混合物接触之前，水必须加热到大约90℃，以这样的方式提取混合物的最大量的芳香和精华。温度传感器(12)被使用以便将加热器的温度稳定在所需的温度。该机器还可包括连接到咖啡分配器(13)的咖啡磨(6)。作为替代，研磨可以在机器外部进行，或者甚至可以使用市场上各种类型可用的且被咖啡的混合物填充的粉囊包(pod)或胶囊。控制单元(9)和键盘显示屏(10)允许管理机器的操作功能，包含要制作的咖啡的量和类型，检查操作功能(水的存在，咖啡的存在，机器准备好分配咖啡等等)。另外，包含一组辅助和安全设备，诸如水位传感器(7)和超温恒温器(8)。

当前可用机器中的关键部件是用于对水进行加热的加热器(3)，原因在于它是使用最大量的能量的部件。图2是典型实施例中的加热器的更详细的图：运输水的管(21)与电加热电阻器(22)一起被加入金属模块(20)，该金属模块典型地由铝制成。冷水(33)从管(21)的一端进入，并且加热后从相对的端(34)出来。电流被施加到电阻器(22)以对加热器进行加热。存在两个恒温器，一个用于调节的恒温器(12)被设置在85-90℃，其将水保持在被设置的温度，周期性地向加热电阻器(22)供给电力，而第二个安全恒温器(8)被设置在更高的温度，如果恒温器(12)或控制系统故障，其能够介入以便使加热电阻器(22)停止作用。

加热器的操作如下：电阻器(22)被馈送直到整个模块(电阻器、水管和恒温器)达到大于90℃的温度。此时，电阻器(22)由控制系统断开连接，并且不再重新连接直到温度已下降到例如85℃。加热元件的功率在1200瓦特与 2200瓦特之间改变(1500W为最常用的值)，而供给电压取决于操作的国家在 110V与230V之间变化。热时间常数相当长并且加热时间(在机器为冷的情况下)在2分钟与5分钟之间改变，而在操作状态下电阻器(22)的开/关周期为数秒钟的数量级。

用于制作一杯咖啡的能量：