Устройство для приготовления горячих напитков
Группа изобретений относится к устройствам для приготовления горячих напитков. Устройство, содержащее выпуск для выдачи приготовленного горячего напитка, проточный нагреватель для нагрева воды при приготовлении горячего напитка, расходомер для определения объема протекающей через нагреватель воды и расположенный в направлении течения за нагревателем, выполненный в виде управляемого распределительного клапана дренажный клапан, посредством которого протекающая через нагреватель вода может направляться вместо выпуска для напитка в сточную линию или сточный сборник, устройство управления с функцией обнаружения накипи для определения состояния кальцинации нагревателя с помощью данных расходомера. Устройство управления выполнено с возможностью включения дренажного клапана во время определения состояния кальцинации в его положение включения, в котором протекающая через нагреватель вода направляется непосредственно в сточную линию или сточный сборник. Повышается надежность и быстрота приготовления напитков, упрощается эксплуатация, увеличивается время эксплуатации без ремонта. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к устройству для приготовления горячих напитков, таких как чай или кофе, содержащему выпуск для выдачи приготовленного горячего напитка, проточный нагреватель для нагрева воды при приготовлении горячего напитка, расходомер для определения объема протекающей через проточный нагреватель воды и расположенный в направлении течения за проточным нагревателем, выполненный в виде управляемого распределителя дренажный клапан, посредством которого протекающая через проточный нагреватель вода может направляться не к выпуску для напитка, а в сточную линию или в сточный сборник.
В уровне техники известны кофейные автоматы, которые при нажатии кнопки приготавливают порции свежезаваренного кофе. Необходимая для этого горячая вода находится обычно в бойлере, так что отпадает длительное время нагрева. В отдельных случаях предлагаются также кофейные автоматы, в которых вода в момент отпуска напитка нагревается с помощью проточного нагревателя.
Известно также, что в кофейных автоматах время от времени необходимо проводить декальцинацию бойлера. Для этого, например, из патентных документов WO 2013/023963 А1 или ЕР 2705784 А1, известны решения, в которых патрон с водорастворимым антинакипином вставляется или присоединяется к устройству, чтобы осуществить процесс декальцинации. В патентном документе СН 709738 к кофемашине присоединяется аппликатор с находящимся в емкости изменяемого объема раствором антинакипина.
Задачей изобретения является создание устройства для приготовления горячих напитков, с помощью которого они могут приготавливаться быстро и надежно, которое требовало бы мало ухода, не было бы предрасположено к ремонту и было бы простым и эксплуатационно-надежным в обслуживании для пользователя или обслуживающего персонала. Горячими напитками в этой связи могут быть свежезаваренный кофе или чай, как и быстрорастворимые напитки, например, крепкий бульон, быстрорастворимый чай, растворимый кофе, быстрорастворимый шоколад и т.п.
В отличие от существующих кофейных автоматов с бойлером, в изобретении для получения горячей воды используется легкий и компактный проточный нагреватель. Соответствующий проточный нагреватель, который может найти применение в рамках изобретения, описан, например, в патентном документе WO 2013/189869 А1, на который, во избежание ненужных повторений, в полном объеме дается ссылка.
Однако изобретение основано на том факте, что в подходящем в рамках изобретения проточном нагревателе вследствие требуемых для быстрого нагрева воды высоких температур и узких, однако длинных путей течения он склонен к образованию накипи. Поэтому в рамках изобретения предусмотрено устройство управления, которое обладает функцией обнаружения накипи для определения состояния кальцинации проточного нагревателя с помощь данных измерений расходомера. Устройство управления выполнено так, что оно во время определения состояния кальцинации включает дренажный клапан в его положение включения, в котором поток жидкости направляется из проточного нагревателя непосредственно в сточную линию или сточный сборник. Следовательно, состояние кальцинации определяется только при открытом дренажном клапане.
Расход, который может измеряться расходомером, зависит, с одной стороны, от разности давлений между входом и выходом проточного нагревателя, а, с другой стороны, – от сечения линии и, тем самым, от состояния кальцинации. При известном входном давлении, например, устанавливаемом посредством ограничителя давления давлении в линии, известном подпоре при использовании водяного насоса или измеренном посредством манометра давлении, можно, тем самым, определить состояние кальцинации. При этом открытый дренажный клапан гарантирует, что при измерении будет учитываться потеря давления только на проточном нагревателе, а не на расположенных дальше вниз по течению узлах, таких как заварочная или смесительная камера.
На основе обнаруженного состояния кальцинации можно своевременно создать сообщение о том, что требуется процесс декальцинации, который, при необходимости, должен быть запущен или проведен. Этим предотвращается то, что проточный нагреватель может забиться, поскольку в случае, если он хотя бы раз полностью забит, его больше нельзя декальцинировать и следует заменить или разобрать.
Целесообразно дренажный клапан служит для того, чтобы на этапе нагрева проточного нагревателя направлять поступающий из него поток жидкости в сточную линию или сточный сборник, так что только после процесса нагрева достаточно горячая вода направляется к выпуску напитка, а еще недостаточно горячая вода во время нагрева поступает в сток. При этом управление может быть выполнено так, что определение состояния кальцинации осуществляется на этапе нагрева. Таким образом, определение состояния кальцинации происходит автоматически во время нормальной работы и не требует, тем самым, прерывания работы или отдельных операций обслуживания.
При этом этап нагрева выполняется преимущественно при каждом отпуске горячего напитка. Следовательно, после каждого отпуска напитка проточный нагреватель отключается и может остыть. Это уменьшает кальцинацию проточного нагревателя. Нагрев происходит достаточно быстро, так что он при работе не наносит никакого ущерба. Разумеется, определение состояния кальцинации может осуществлять также при каждом отдельном отпуске напитка. Однако может быть также достаточным осуществлять изменение состояния кальцинации, например, только при каждом десятом горячем напитке.
Равным образом дренажный клапан может служить также для того, чтобы на этапе остывания проточного нагревателя направлять поступающий из него поток жидкости в сточную линию или сточный сборник. Следовательно, после отпуска продукта проточный нагреватель может быть дополнительно охлажден водой, чтобы, тем самым, уменьшить кальцинацию за счет оставшейся в проточном нагревателе горячей воды. При этом также целесообразно осуществлять этап остывания при каждом отпуске продукта. Поскольку, тем самым, на этапе остывания дренажный клапан открыт, можно в качестве альтернативы (или совокупно) этапу нагрева осуществлять определение состояния кальцинации на этапе остывания.
Разумеется, не требуется отключать проточный нагреватель после каждого отдельного отпуска напитка. Если для выдачи заранее выбраны несколько напитков, то может быть также целесообразным отключить проточный нагреватель только после отпуска последнего напитка.
Для определения давления воды на входе проточного нагревателя целесообразно расположить на проточном нагревателе со стороны впуска манометр. Этим можно надежно определить давление на входе и улучшить обнаружение состояния кальцинации.
В одном варианте осуществления изобретения проточный нагреватель имеет витой проточный канал с впуском и выпуском для протекающей нагреваемой жидкости. При этом предпочтительно выполнить проточный канал, чтобы его сечение, по меньшей мере, на одном участке расширялось в направлении выпуска. Это позволяет учесть тот факт, что проточный канал проточного нагревателя наиболее сильно затронут кальцинацией в направлении своего конца, поскольку здесь достигаются максимальные температуры воды.
Опыты показали, что при равномерном диаметре канала состояние, в котором, кальцинация за счет уменьшения расхода, правда, обнаруживается, однако проточный канал еще пропускает, и состояние, в котором проточный канал затем полностью забит, могут очень быстро следовать друг за другом. Другими словами, остается лишь довольно короткий промежуток времени, чтобы среагировать и начать декальцинацию. Если проточный нагреватель хотя бы раз забит, больше невозможно растворить накипь антинакипином и сделать проточный нагреватель снова свободным. В случае предложенного здесь сечения канала, расширяющегося в направлении выпуска, уменьшение расхода и, тем самым, забивание проточного нагревателя происходят существенно медленнее, чем при равномерном сечении канала. Поэтому остается больше времени, чтобы осуществить декальцинацию, например, после завершения работы ресторана или магазина, что, в целом, повышает эксплуатационную надежность.
Применение расширяющегося в сечении проточного канала в проточном нагревателе с целью получения горячей воды для приготовления напитков, в принципе, зависит от обнаружения состояния кальцинации в проточном нагревателе и поэтому может применяться также без автоматической функции обнаружения, как это описано выше. Автомат для горячих напитков с таким проточным нагревателем, сечение канала которого, по меньшей мере, на одном участке расширяется в направлении выпуска, является поэтому самостоятельным объектом изобретения, который заявлен здесь независимо.
У устройства для приготовления горячих напитков речь может идти, например, об автомате для напитков, который после выбора напитка полностью автоматически готовит соответственно выбранный горячий напиток и выдает его в подставленный сосуд для питья. В частности, в автомате для напитков целесообразно, если предусмотрена система автоматической декальцинации проточного нагревателя. Таким образом, можно, если это необходимо, осуществить декальцинацию проточного нагревателя в любое время и без больших затрат. Как правило, это происходит в начале или по окончании работы оператором путем простого нажатия кнопки. Устройство для приготовления напитков проводит затем необходимые этапы декальцинации проточного нагревателя без необходимости, например, вставки патрона с антинакипином и т.п.
В одном предпочтительном варианте система декальцинации содержит смесительную емкость для смешивания раствора антинакипина, приемную камеру для накопительной емкости для жидкого концентрата антинакипина и насос-дозатор для дозированной подачи концентрата антинакипина из накопительной емкости в смесительную емкость. В смесительной емкости, при необходимости, т.е. если должен быть осуществлен процесс декальцинации, из жидкого концентрата антинакипина, который подается насосом-дозатором из накопительной емкости в смесительную емкость, и воды смешивается раствор антинакипина.
Использование жидкого концентрата антинакипина имеет то преимущество, что в устройстве для приготовления напитков можно хранить количество концентрата для большого числа процессов декальцинации, так что замена накопительной емкости или долив концентрата в нее также в случае частых процессов декальцинации требуется лишь с бóльшими интервалами времени. Это значительно сокращает расходы на обслуживание и позволяет оператору регулярно проводить декальцинацию без технических знаний. К тому же жидкий концентрат антинакипина просто и эксплуатационно-надежно дозируется насосом-дозатором, так что раствор антинакипина может быть смешан автоматически и всегда в правильной нужной дозировке.
Целесообразно устройство для приготовления напитков содержит водяной насос, который отбирает воду из подводящей линии питьевой воды, например, сети водоснабжения или вставленного в автомат для напитков резервуара с водой, и подает к проточному нагревателю. Водяной насос обеспечивает равномерное и достаточно высокое давление, которое необходимо, в частности, для приготовления кофе-эспрессо, чтобы получить красивую и устойчивую пенку.
Используемый в устройстве расходомер предусмотрен, в том числе, для определения объема подаваемой водяным насосом воды. Такой расходомер для определения объема дает преимущества сразу в нескольких отношениях: с одной стороны, с помощью расходомера можно отмерить объем свежей воды, который заполняется водяным насосом в смесительную емкость, чтобы смешать раствор антинакипина. С другой стороны, с помощью расходомера, как уже пояснялось, можно определить расход, т.е. объемное количество в единицу времени, протекающее через проточный нагреватель, а по ней можно определить состояние кальцинации проточного нагревателя. Наконец расходомер служит, разумеется, и для того, чтобы отмеривать порции свежей воды при приготовлении различных горячих напитков.
Согласно одному варианту, поэтому предусмотрено, что водяной насос со стороны всасывания может соединяться с возможностью переключения первым распределителем со смесительной емкостью, в которой находится или смешан раствор антинакипина. Таким образом, в переключенном положении первого распределителя раствор антинакипина может подаваться из смесительной емкости водяным насосом в проточный нагреватель.
Согласно другому варианту, предусмотрено, что водяной насос со стороны напора может соединяться с возможностью переключения вторым распределителем с водоподводящей линией смесительной емкости. Для смешивания раствора антинакипина в смесительной емкости вода может подаваться, тем самым, в переключенном положении второго распределителя водяным насосом в смесительную емкость.
Предусмотренный дренажный клапан в рамках автоматического процесса декальцинации переводится преимущественно в положение включения, в котором раствор антинакипина после протекания через проточный нагреватель направляется не к выпуску для напитка, например, к заварочному устройству, а попадает непосредственно в сточную линию или соответствующий сточный сборник. Поскольку раствор антинакипина выдается не к нормальному сливу для напитка, предотвращается случайные ошибочные действия, которые могли бы привести, например, к выдаче раствора антинакипина в емкость покупателя.
Для полностью автоматического осуществления процессов декальцинации в рамках изобретения целесообразно и предпочтительно программируемое устройство управления, которое выполнено или запрограммировано для управления насосом-дозатором для осуществления автоматического процесса декальцинации, чтобы подавать заданное количество концентрата антинакипина из накопительной емкости в смесительную емкость, для переключения второго распределителя, чтобы соединить водяной насос с водоподводящей линией смесительной емкости и управлять водяным насосом, и для переключения первого распределителя, чтобы соединить водяной насос со стороны всасывания с линией отбора смесительной емкости и подавать раствор антинакипина из смесительной емкости в проточный нагреватель.
Кроме того, в рамках изобретения предложен способ определения состояния кальцинации в устройстве для приготовления горячих напитков с проточным нагревателем для нагрева воды для приготовления горячего напитка. В способе посредством расходомера измеряется расход протекающей через проточный нагреватель воды, и с помощью расхода определяется состояние кальцинации. При этом, согласно изобретению, предусмотрено, что во время определения состояния кальцинации расположенный в направлении протекания за проточным нагревателем дренажный клапан переводится в положение включения, в котором протекающая через проточный нагреватель (10, 20) вода направляется не к выпуску для напитка, а непосредственно в сточную линию или сборник.
Другие преимущества и признаки изобретения приведены в нижеследующем описании примера его осуществления со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг. 1 показана схема водотока автомата для напитков с двумя проточными нагревателями и встроенной системой автоматической декальцинации проточных нагревателей;
на фиг. 2 - в виде диаграммы характеристика температуры воды на выходе проточного нагревателя в зависимости от времени и состояний включения дренажного клапана.
На фиг. 1 в виде так называемой схемы водотока изображена конструкция устройства для приготовления горячих напитков, как она используется, например, в кофейных автоматах. Для получения горячей воды, с которой готовятся горячие напитки, служит проточный нагреватель 10. В направлении течения воды выше по потоку перед проточным нагревателем 10 находятся водяной насос 11 и расходомер 12, соединенные линией 13 с проточным нагревателем 10. К выходу для горячей воды проточного нагревателя 10 через линию 14 подключены несколько распределителей 15а, 15b, 15c, 16. Опционально на входе проточного нагревателя 10 может быть расположен еще манометр 17, а на выходе – температурный датчик 18.
Дополнительно к служащему для получения горячей воды проточному нагревателю 10 устройство содержит второй проточный нагреватель 20, служащий для получения пара, который также может служить для приготовления горячих напитков, например, для подогрева или вспенивания молока или других напитков. Также второй проточный нагреватель 20, служащий здесь для вырабатывания пара, следует понимать в рамках изобретения как бойлер в широком смысле.
Вверх по потоку перед вторым проточным нагревателем 20 также находятся водяной насос 21 и расходомер 22, соединенные линией 23 с притоком проточного нагревателя 20. К выходу для горячей воды или пара проточного нагревателя 20 через линию 24 подключены различные распределители 25а, 25b, 26. Опционально на входе проточного нагревателя 20 может быть расположен манометр 27, а на выходе – температурный датчик 28.
Оба проточных расходомера 12, 22 расположены перед соответствующими водяными насосами 11, 21. Однако равным образом возможно расположение расходомеров 12, 22 в направлении течения за соответствующими водяными насосами 11, 21. Со стороны всасывания оба водяных насоса 11, 21 соединены подводящей линией 30 для питьевой воды и опциональным переключающим клапаном 31 с подключением 32 для питьевой воды общественной водопроводной сети или с предусмотренным на или в устройстве водяным баком 33. В случае подключения к общественной водопроводной сети 32 в подводящей линии предусмотрены запорный 34, обратный 35 и редукционный 36 клапаны.
Водяной насос 11 подает питьевую воду из подключенной подводящей линии 30 по линии 13 к проточному нагревателю 10, откуда горячая вода может подаваться через распределитель 15b к заварочной группе 50. Последняя содержит известным образом нагревательный элемент 51, с помощью которого подаваемая горячая вода доводится до кипения или заварочная группа может подогреваться, и заварочную камеру 52, которая заполняется свежемолотым кофе 53. Заварочная группа, которая может использоваться в рамках изобретения, описана, например, в патентном документе ЕР 2561778 А1, на который, во избежание ненужных повторений, в полном объеме дается ссылка.
Заварочная группа 50 выполнена так, что она может быть открыта, чтобы заполнить ее порционным количеством предварительно свежемолотого в мельнице кофейного автомата кофе. Коме того, при открытой заварочной группе после процесса заваривания оставшаяся кофейная гуща может быть выброшена в емкость для нее. Заварочная группа содержит также подвижный поршень (не показан), который давит на заполненный молотый кофе к находящемуся в заварочной камере заварочному ситу, уплотняя его. После отвода поршня через уплотненный таким образом молотый кофе может протекать находящаяся под давлением насоса 11 заварочная вода из проточного нагревателя 10. Готовый заваренный кофе направляется из заварочной группы 50 по выпускной линии к сливу 55 для кофе. Через распределитель 15а горячая вода может направляться непосредственно к сливу 55, например, в целях очистки или для приготовления быстрорастворимых напитков. Кроме того, горячая вода может направляться через распределитель 15с к отдельному выпуску 56, служащему, например, для приготовления чая.
Выработанный вторым проточным нагревателем 20 пар может направляться через распределитель 25а к так называемой паровой трубке 57, чтобы вспенить, например, молоко, а, кроме того, пар может направляться через распределитель 25b также к сливу 55, чтобы нагреть или вспенить, например, подаваемое по отдельной линии (не показана) молоко.
Выполненные в виде распределителей дренажные клапаны 16, 26 служат для соединения выхода для горячей воды проточного нагревателя 10, 20 с так называемым дренажом, т.е. сточной линией или сточным сборником для сточных вод. Это необходимо, в том числе, для декальцинации соответствующего проточного нагревателя 10, 20, чтобы отводить направляемый через проточные нагреватели 10, 20 раствор антинакипина.
Помимо этого, оба дренажных клапана 16, 26 служат также для того, чтобы на этапе нагрева соответствующего проточного нагревателя направлять протекающую воду в сточную линию или сточный сборник. Таким образом, гарантируется, что нагретая вода или водяной пар будет направляться к соответствующему выпуску только по достижении задаваемой минимальной температуры. Напротив, вода, еще недостаточно горячая на этапе нагрева, направляется к сточным водам, т.е. не может попасть к одному из выпусков 55, 56, 57.
На фиг. 2 изображены температурная характеристика и состояние включения дренажного клапана 16. Он выполнен при этом в виде обесточено открытого распределительного клапана. Измеренная на выходе проточного нагревателя 10 температурным датчиком 18 температурная кривая обозначена ТР, ток катушки для дренажного клапана 16 – DV. Кривые показаны идеализированными. В действительности температурная характеристика в соответствии с регулированием температуры может быть подвержена незначительным колебаниям.
В начале отпуска продукта водяной насос 11 включается и подает воду из подводящей линии 30 в направлении проточного нагревателя 10. Поскольку дренажный клапан 16 обесточен, т.е. открыт, вода течет из проточного нагревателя 10 по линии 14 в сток. Распределители 15а, 15b, 15с при этом закрыты. Температура ТР воды на выходе проточного нагревателя соответствует начальной температуре, в данном случае примерно 24°С.
В момент t1 включается нагрев проточного нагревателя 10. Температура ТР возрастает до установленной заданной температуры. Она составляет для первого отпуска продукта 80°С. В момент t2 заданная температура достигнута. Теперь закрывается дренажный клапан 16 (ток катушки включен), и открывается распределитель 15b, так что теперь достаточно горячая вода направляется не к стоку, а в заварочную камеру 52. Начинается приготовление кофе, который выдается на сливе 55. Температура ТР воды поддерживается постоянной за счет регулирования греющей мощности проточного нагревателя 10 в рамках точности регулирования. Как уже сказано, температурная характеристика показана на фиг. 2 идеализированной и может, разумеется, колебаться в диапазоне точности регулирования.
В момент t3 приготовление кофе завершено. Распределитель 15b закрывается, а дренажный клапан 16 открывается. В то же время отключается нагрев проточного нагревателя 10. Поскольку насос 11 продолжает подавать воду, при отключенном нагреве температура воды на выходе проточного нагревателя 10 медленно падает, т.к. он остывает. В момент t4 водяной насос 11 отключается, вода больше не течет, а температура оставшейся в линии воды остается приблизительно постоянной или медленно падает.
Второй отпуск продукта начинается в момент t5 со включения водяного насоса 11 и нагрева проточного нагревателя 10. Дренажный клапан 16 все еще открыт, так что вода отводится из проточного нагревателя 10 дальше в сток. Температура ТР воды снова возрастает, поскольку нагрев подогревает проточный нагреватель. Целевая температура при втором отпуске продукта составляет 92°С. По достижении целевой температуры в момент t6 дренажный клапан 16 закрывается, а распределитель 15b открывается к заварочной камере 52. По окончании отпуска продукта в момент t7 распределитель 15b снова закрывается, а дренажный клапан 16 открывается. Кроме того, отключается нагрев проточного нагревателя 10. Снова остывающая вода направляется в сток, пока в момент t8 водяной насос 11 не отключится. Проточный нагреватель остывает за счет протекающей воды, чтобы уменьшить кальцинацию.
Существенно, что в отрезки времени t1-t2 и t5-t6, т.е. во время нагрева, как и в отрезки времени t3-t4 и t7-t8, т.е. во время остывания, дренажный клапан открыт, и, тем самым, на этих этапах можно осуществить определение расхода через проточный нагреватель. Если этот измеренный таким образом расход в зависимости от времени заметно уменьшается и падает ниже минимального расхода, то из этого можно сделать вывод о том, что путь течения через проточный нагреватель 10 сужен за счет кальцинации и поэтому следует осуществить процесс декальцинации. В данном примере он запускается вручную, а затем протекает автоматически.
Для этой цели предусмотрена встроенная система 40 декальцинации, поясняемая ниже. Она содержит смесительную емкость 41, накопительную емкость 42 для жидкого концентрата антинакипина и насос-дозатор 43. Находящаяся с стороны всасывания водяных насосов 11, 21 подводящая линия 30 для питьевой воды может соединяться посредством переключающего клапана 44 с доходящей до дна смесительной емкости 41 всасывающей линией 49, чтобы с целью декальцинации всасывать раствор антинакипина из смесительной емкости 41 и подавать его к проточным нагревателям 10, 20. Предварительно раствор антинакипина смешивается в смесительной емкости 41 за счет того, что посредством насоса-дозатора 43 в смесительную емкость 41 по подводящей линии 48 подается дозируемое количество концентрата антинакипина.
С помощью распределителя 45, соединенного с присоединенной к насосу 11 со стороны напора подводящей линией 13, можно посредством насоса 11 заполнять по подводящей линии 47 в смесительную емкость свежую воду. Количество заполняемой свежей воды определяется расходомером 12, так что после заполнения смесительной емкости 41 заданным количеством воды распределитель 45 может быть закрыт.
После смешивания раствора антинакипина в смесительной емкости 41 подводящая линия 30 может быть соединена посредством клапана 44 с всасывающей линией 49. Затем открывается дренажный клапан 16, и посредством водяного насоса 11 раствор антинакипина подается из смесительной емкости 41 через проточный нагреватель 10. После этого переключающий клапан 44 включается обратно в рабочее положение, в котором подводящая линия 30 соединена с общественным подключением 32 для воды или с водяным баком 33, и посредством водяного насоса 11 проточный нагреватель 10 еще раз промывается свежей водой. Обратный клапан 46 препятствует тому, чтобы еще находящийся в подводящей линии 30 раствор антинакипина тек обратно в бак 33 со свежей водой. Равным образом, также проточный нагреватель 20 может быть декальцинирован и очищен за счет того, что посредством водяного насоса 21 раствор антинакипина подается из смесительной емкости 41 через проточный нагреватель 20, а посредством дренажного клапана 26 – в слив.
Даже если проточный нагреватель 20 в данном примере служит для вырабатывания пара, его следует понимать, согласно изобретению, как бойлер в широком смысле. Очевидно, что распределитель 45 системы 40 декальцинации может соединяться с водяным насосом 11 вместо линии 13 также линией 23 с водяным насосом 21. У проточных нагревателей 10, 20 используемых в данном примере, речь идет о компактных проточных нагревателях в виде так называемых нагревательных патронов. Они содержат тонкостенное, снабженное электрическими нагревательными проволоками цилиндрическое внутреннее тело, чья боковая поверхность снабжена с внешней стороны спиралеобразной канавкой, которая ограничена наружу внешней цилиндрической рубашкой, образуя путь течения для нагреваемой воды. Такой нагревательный патрон описан, например, в патентном документе WO 2013/189689 А1, на который, во избежание ненужных повторений, в полном объеме дается ссылка. К своему концу, т.е. в направлении выхода проточного нагревателя, сечение канавки расширяется. Благодаря этому более сильная в направлении конца кальцинация не может преждевременно, т.е. до ее возможного обнаружения и устранения, полностью забить проточный нагреватель и сделать его, тем самым, непригодным.
Описанный кофейный автомат содержит, кроме того, программируемый блок 60 управления и соединенный с ним пользовательский интерфейс 61, например, в виде сенсорного дисплея или иного блока индикации и ввода. Блок 60 управления управляет функциями водяных насосов 11, 21, всеми распределителями, активированием проточных нагревателей 10, 20, а также системы 40 декальцинации и ее насоса-дозатора 43. Блок 60 управления считывает также измеренные расходомерами 12, 22 значения. С помощью блока 60 управления можно, тем самым, в нормальном режиме управлять приготовлением кофе или других горячих напитков и осуществлять декальцинацию проточных нагревателей 10, 20 посредством системы 40 декальцинации. С помощью обоих расходомеров 12, 22 блок 60 управления может установить, сколько пройдет времени, прежде чем задаваемое количество воды протечет через соответствующий проточный нагреватель 10, 20. Благодаря этому можно оценить состояние кальцинации проточных нагревателей 10, 20, так что блок управления может через графический пользовательский интерфейс 61 создать сообщение о том, что требуется автоматический процесс декальцинации. Тогда пользователь с помощью соответствующих средств ввода на пользовательском интерфейсе 61 инициировать или активировать автоматический процесс декальцинации.
Для обнаружения кальцинирования в блок 60 управления имплементирована функция обнаружения, например в виде подходящей стандартной программы, программного модуля, услуги и т.п., которая до проведения обнаружения проверяет, открыт ли дренажный клапан 16, 26 и активирован ли водяной насос 11, 21, при необходимости, указывает это, а затем с помощью расходомера 12, 22 определяет расход через соответствующий проточный нагреватель 10, 20. Дополнительно к расходу можно также с помощью соответствующего манометра 17, 27 определить давление на входе проточного нагревателя 10, 20 и с помощью измеренного значения давления скорректировать значение измеренного расхода. Если этот, при необходимости, нормированный на единое давление на входе расход в зависимости от времени, т.е. от большого числа циклов нагрева и охлаждения, упал ниже минимального расхода, то создается сообщение о том, что необходимо осуществить процесс декальцинации.
Для осуществления процесса декальцинации, как уже сказано, сначала в смесительную емкость 41 из накопительной емкости 42 подается его дозированное количество, после чего смесительная емкость 41 через распределитель 45 заполняется свежей водой. Затем раствор 41 антинакипина направляется через соответствующий проточный нагреватель 10, 20, чтобы декальцинировать его. Вслед за этим осуществляется его промывка свежей водой. Кофейный автомат снова готов к работе.
В качестве концентрата антинакипина может применяться, например, лимонная, яблочная или винная кислота в виде концентрированного раствора. Концентрат антинакипина может разливаться либо в одноразовые упаковки, либо, при необходимости, доливаться в заполняемую накопительную емкость. При этом накопительная емкость может быть прочно установлена в автомате для напитков, однако преимущественно с возможностью извлечения для заполнения или замены. В случае одноразовой емкости она может быть, например, открыта или соединена с насосом-дозатором за счет того, что в ней с помощью отборочной пики или стержня пробивается.
1. Устройство для приготовления горячих напитков, содержащее выпуск (55) для выдачи приготовленного горячего напитка, проточный нагреватель (10, 20) для нагрева воды при приготовлении горячего напитка, расходомер (12, 22) для определения объема протекающей через проточный нагреватель (10, 20) воды и расположенный в направлении течения за проточным нагревателем (10, 20), выполненный в виде управляемого распределительного клапана дренажный клапан (16, 26), посредством которого протекающая через проточный нагреватель (10, 20) вода может направляться вместо выпуска для напитка в сточную линию или сточный сборник, отличающееся тем, что предусмотрено устройство (60) управления, которое обладает функцией (61) обнаружения накипи для определения состояния кальцинации проточного нагревателя (10, 20) с помощью данных измерений расходомера (12, 22), причем устройство (60) управления выполнено с возможностью включения дренажного клапана (16, 26) во время определения состояния кальцинации в его положение включения, в котором протекающая через проточный нагреватель (10, 20) вода направляется непосредственно в сточную линию или сточный сборник.
2. Устройство по п. 1, в котором дренажный клапан (16, 26) служит для того, чтобы на этапе нагрева проточного нагревателя (10, 20) направлять поступающую из него воду в сточную линию или сточный сборник, а устройство (60) управления выполнено с возможностью определения состояния кальцинации на этапе нагрева.
3. Устройство по п. 2, в котором этап нагрева выполняется при каждом отпуске горячего напитка.
4. Устройство по п. 1, в котором дренажный клапан (16, 26) служит для того, чтобы на этапе остывания проточного нагревателя (10, 20) направлять поступающую из него воду в сточную линию или сточный сборник, а устройство (60) управления выполнено с возможностью определения состояния кальцинации на этапе остывания.
5. Устройство по п. 3, в котором этап остывания выполняется при каждом отпуске горячего напитка.
6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором со стороны входа проточного нагревателя (10, 20) расположен манометр (17, 27).
7. Устройство по ограничительной части п. 1, в частности по любому из предыдущих пунктов, в котором проточный нагреватель (10, 20) имеет витой проточный канал с впуском и выпуском для протекающей нагреваемой жидкости, сечение которого по меньшей мере на одном участке расширяется в направлении выпуска.
8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, оборудованное системой (40) автоматической декальцинации проточного нагревателя (10, 20).
9. Устройство по п. 8, в котором система (40) декальцинации содержит смесительную емкость (41) для смешивания раствора антинакипина, приемную камеру для накопительной емкости (42) для жидкого концентрата антинакипина и насос-дозатор (43) для дозированной подачи концентрата антинакипина из накопительной емкости (42) в смесительную емкость (41), в которой из концентрата антинакипина и воды смешивается раствор антинакипина.
10. Устройство по любому из предыдущих пунктов, содержащее водяной насос (11, 21), выполненный с возможностью подачи воды из подводящей линии (30) питьевой воды в проточный нагреватель (10, 20).
11. Устройство по пп. 8 и 10, представляющее собой автомат для напитков, в котором водяной насос (11, 21) со стороны всасывания может соединяться с возможностью переключения первым распределителем (44) с отбирающей линией (49) смесительной емкости (41), служащей для приема раствора антинакипина, чтобы в переключенном положении первого распределителя (44) подавать раствор антинакипина из смесительной емкости (41) в проточный нагреватель (10, 20).
12. Устройство по п. 11, в котором водяной насос (11) со стороны напора может соединяться с возможностью переключения вторым распределителем (45) с водоподводящей линией (47) смесительной емкости (41), служащей для смешивания раствора антинакипина из жидкого концентрата антинакипина, чтобы в переключенном положении второго распределителя (45) подавать воду в смесительную емкость (41).
13. Устройство по п. 12, в котором устройство (60) управления запрограммировано с возможностью управления насосом-дозатором (43) для осуществления автоматического процесса декальцинации, чтобы подавать заданное количество концентрата антинакипина из накопительной емкости (42) в смесительную емкость (41), переключения второго распределителя (45), чтобы соединить водяной насос (11) с водоподводящей линией (47) смесительной емкости (41) и управлять водяным насосом (11, 21) для подачи задаваемого количества воды в смесительную емкость (41), и переключения первого распределителя (44), чтобы соединить водяной насос (11) со стороны всасывания со смесительной емкостью (41) и подавать раствор антинакипина из смесительной емкости (41) в проточный нагреватель (10, 20).
14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство управления выполнено с возможностью создания сообщения о том, что требуется процесс декальцинации, при достижении заданного значения, в частности максимального времени прохождения или минимального расхода.
15. Способ определения состояния кальцинации в устройстве для приготовления горячих напитков, причем устройство содержит проточный нагреватель (10, 20) для нагрева воды для приготовления горячего напитка, при котором посредством расходомера (12, 22) измеряют расход протекающей через проточный нагреватель (10, 20) воды и с помощью расхода определяют состояние кальцинации, отличающийся тем, что во время определения состояния кальцинации расположенный в направлении течения за проточным нагревателем (10, 20) дренажный клапан (16, 26) приводят в положение включения, в котором протекающую через проточный нагреватель (10, 20) воду направляют вместо выпуска (50) для напитка непосредственно в сточную линию или в сборник.
