Система и способ раздачи воды с точно регулируемой температурой
Группа изобретений относится к раздаточному устройству для выдачи заданного объема воды при заданной температуре в ожидающую емкость пользователя и способу работы раздаточного устройства. Раздаточное устройство содержит линию для воды, предназначенную для приема воды из источника воды, первый накопительный резервуар для хранения воды при первой предварительно заданной температуре, причем первый накопительный резервуар имеет первый впускной патрубок для приема воды, первый датчик температуры, первый выход, имеющий первый насос, и первый нагреватель для поддержания воды в первом накопительном резервуаре при первой предварительно заданной температуре, второй накопительный резервуар, отдельный от первого накопительного резервуара, для хранения воды при второй температуре, отличной от первой предварительно заданной температуры, причем второй накопительный резервуар имеет второй впускной патрубок, второй датчик температуры и второй выход, имеющий второй насос. Первый рециркуляционный клапан сообщен по текучей среде с первым выходом, при этом первый рециркуляционный клапан выполнен с возможностью выборочного направления воды из первого выхода в первый рециркуляционный контур, возвращающий воду в первый накопительный резервуар, или первую линию для раздачи воды. Патрубок для раздачи воды сообщен по текучей среде с первой линией для раздачи воды и со второй линией для раздачи воды, соединенной со вторым выходом, при этом патрубок для раздачи воды выполнен с возможностью раздачи воды из первого накопительного резервуара и второго накопительного резервуара в емкость. Первый расходомер расположен между первым выходом и патрубком для раздачи воды и сообщен по текучей среде с водой из первого накопительного резервуара. Второй расходомер расположен между вторым выходом и патрубком для раздачи воды и сообщен по текучей среде с водой из второго накопительного резервуара. Электронный контроллер выполнен с возможностью приема входных данных от первого датчика температуры, второго датчика температуры, первого расходомера и второго расходомера, а также управления первым насосом, вторым насосом и первым рециркуляционным клапаном для рециркуляции воды в первый накопительный резервуар и во второй накопительный резервуар, и последующей раздачи заданного объема воды через патрубок для раздачи воды. Обеспечивается возможность выдачи необходимого количества воды при заданной температуре для выбранного чая, обеспечивается быстрая готовность напитков, готовых к употреблению. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 10 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относятся к точно регулируемому раздаточному устройству для воды, которое может использоваться независимо или в сочетании с контейнером и раздаточным устройством для хранения и выдачи сыпучих материалов, таких как кофе, чай, порошок или других подобных материалов для приготовления напитков.
Уровень техники
Напитки являются растущей частью ресторанной индустрии, и многие успешные рестораны и/или сети продают в основном напитки, такие как кофе, молочные коктейли, смузи или подобные напитки. Многие производители предоставляют оборудование для повышения качества и консистенции этих напитков, а также для помощи в сокращении времени, требуемого для производства этих напитков в точках продаж.
Существуют усложненные и технически сложные системы для выдачи холодных напитков, таких как газированные напитки, а также замороженных напитков, таких как коктейли с замороженным соком и подобные напитки. Однако существует очень мало систем, если вообще они существуют, с возможностью выдавать горячую воду с точной температурой в сочетании с одним или несколькими сыпучими материалами, такими как чай, порошок, кофе или подобные материалы.
Традиционный способ приготовления чашки чая состоит в том, чтобы поместить рассыпные чайные листья или непосредственно, или в заварочном узле, в заварочный чайник или чайную чашку и залить листья горячей водой. Через несколько минут листья обычно снова удаляют или посредством удаления заварочного узла, или процеживая чай во время его подачи перед использованием. До сих пор этот процесс обычно происходит посредством сбора и отмеривания необходимого количества рассыпного листового чая вручную. Однако вследствие требуемого времени на его приготовление, чай часто подают только в более спокойной обстановке, поскольку быстрое приготовление не способствует его производству.
В попытке ускорить и/или повысить удобство этого процесса был разработан чайный пакетик, который содержит заранее заданное количество чая, и используется для приготовления напитка обычного размера, например 8 унций. Однако, учитывая способ их производства, чайные пакетики являются менее предпочтительным выбором по сравнению со свежим чаем, поскольку чай тратит довольно много времени на хранение и транспортировку до того момента, когда он будет доставлен для использования. Кроме того, чайные пакетики не позволяют их легкое использование для производства чая в различных количествах, например 8 унций, 12 унций, полный чайный пакетик или большой пакетик. Впоследствии были разработаны «капсулы» или «чашки», которые используются в автоматизированных машинах; однако эти капсулы страдают теми же проблемами, что и используемые чайные пакетики. Хотя существуют некоторые раздаточные устройства для горячей воды, когда имеется возможность подачи горячей воды для различных напитков, при этом существует потребность в точно контролируемой температуре в заданном диапазоне температур. Например, для правильного приготовления разных видов чая может потребоваться разная температура горячей воды. За исключением воды, чай является самым потребляемым напитком в мире. Соответственно, существует потребность в раздаточном устройстве, выполненном с возможностью выдавать необходимое количество воды при заданной температуре для выбранного чая, чтобы обеспечивать быструю готовность напитков, готовых к употреблению. В дополнительном варианте раздаточное устройство также может точно выдавать чай или другой сыпучий материал для напитка.
Соответственно, настоящее изобретение решает ряд этих проблем, а также другие проблемы, существующие в индустрии выдачи горячих напитков, как проиллюстрировано в нижеследующем описании.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение включает в себя различные аспекты контейнера и/или раздаточного устройства для использования при выборочной выдаче многочисленных типов сыпучих материалов, таких как сухие продукты, и точно регулируемой горячей воды, включая как температуру, так и объем. Подходящие сухие продукты для использования с новым раздаточным устройством, раскрытым в данном документе, включают в себя один или более видов чая, специй, кофе, сушеных пищевых продуктов, других порошков и подобных продуктов. В целях иллюстрации контейнер и раздаточное устройство, описанные в данном документе, будут описаны в отношении раздачи рассыпного листового чая. Однако следует принимать во внимание, что система может быть легко применена к другим сыпучим материалам, таким как, но не ограничиваясь этим, перечисленные выше. В одном из дополнительных вариантов раздаточное устройство может включать в себя приемник монет/банкнот, и/или терминал для кредитных карт, или подобное устройство для использования в качестве торгового автомата, в другом варианте - электронные платежи, такие как мобильные платежи, ключи от номера или брелоки для внесения платы за номер, или могут быть предусмотрены другие типы широко используемых и/или известных способов оплаты.
Иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения является система для чая с рассыпным листом, включающая в себя множество контейнеров и раздаточное устройство, а также раздаточное устройство для горячей воды. Каждый контейнер для чая служит для хранения заданного сорта чайных листьев или размолотого материала до активации системы. После активации раздаточное устройство устанавливает в заданное положение выбранный контейнер для чая, отмеряет и загружает выбранное количество чая этого сорта в бункер для раздачи, например в ожидающую чашку, заварочный чайник или заварочный узел, а также выдает соответствующее количество горячей воды при соответствующей температуре для выбранного сорта и объема чая. Количество чая и объем воды могут быть выбраны на основе воздействия пользователя на одну из нескольких кнопок индикации количества/выбора, обеспечиваемых в пользовательском интерфейсе, или могут быть введены пользователем иным образом, например, посредством вращения диска или нажатия кнопки, или с помощью рычага. Температура горячей воды может быть запрограммирована в раздаточном устройстве для каждого сорта чая на основе рекомендаций чайного эксперта, и/или пользователь может ввести температуру или изменить рекомендацию на основе своих личных предпочтений. Контейнер, предпочтительно, представляет собой герметичную канистру, такую как формованный с раздувом непрозрачный контейнер, который остается герметичным при позиционировании на раздаточном устройстве, чтобы не подвергать содержащийся материал воздействию света, воздуха и/или влаги. Под отверстием в каждом контейнере обеспечивается механизм для загрузки чая в мерный бункер, расположенный ниже. Каждый механизм, предпочтительно, герметизируется, когда он не используется, чтобы предотвратить контакт чая в контейнере с внешней атмосферой перед попаданием в расположенный ниже бункер. Кроме того, раздаточное устройство может управлять механизмом таким образом, что он загружает в бункер желаемое количество чая (например, по весу), указанное пользователем. После того, как желаемое количество чая загружено в бункер, чай можно выдавать в желаемое место, например, в ожидающую чашку, заварочный чайник или заварочный узел, расположенные ниже.
Как только раздача чая выполнена, система подачи горячей воды с двумя резервуарами, включающая в себя несколько насосов, указатели уровня воды, расходомеры и датчики температуры, рассчитывает и распределяет необходимый объем воды с надлежащей температурой. Кроме того, обеспечивается рециркуляция горячей воды через выпускные трубки и обратно в резервуары для хранения, чтобы гарантировать, что подаваемая вода будет по возможности максимально приближена к желаемой температуре.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано раздаточное устройство для чая и воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 2 - раздаточное устройство для чая и воды, вид в перспективе с вырезом по линии A-A, обозначенной на фиг. 1;
на фиг. 3 - часть раздаточного устройства для чая и воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, частично разобранный вид;
на фиг. 4 - часть раздаточного устройства для чая и воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, другой частично разобранный вид;
на фиг. 5 - часть раздаточного устройства для чая и воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, вид сбоку;
на фиг. 6 - часть раздаточного устройства для чая и воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, другой вид сбоку;
на фиг. 7 - часть раздаточного устройства чая и воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, вид сзади;
на фиг. 8 - часть устройства для раздачи чая и воды в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, вид сверху;
на фиг. 9 - блок-схема последовательности процесса, иллюстрирующая процесс, который управляет работой раздаточного устройства, показанного на любой из фиг. 1-8, в соответствии с одним вариантом настоящего изобретения;
на фиг. 10 - гидравлическая система раздаточного устройства для чая и воды в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, вид сверху.
Осуществление изобретения
В целях содействия пониманию принципов раскрытия далее будут сделаны ссылки на варианты осуществления изобретения, проиллюстрированные на чертежах, и для их описания будет использоваться специальный язык. Тем не менее, следует принимать во внимание, что тем самым не предполагается ограничение объема формулы изобретения, при этом такие изменения и дальнейшие модификации в проиллюстрированном устройстве и такие дальнейшие применения принципов раскрытия изобретения, как проиллюстрировано в данном описании, как это происходит в обычных условиях, будут рассматриваться специалистом в области техники, к которой относится изобретение.
В данном документе будут описаны определенные варианты выполнения контейнера и раздаточного устройства, используемых при выдаче сыпучих материалов, таких как сухие продукты, наряду с отмеренным количеством воды при повышенной температуре. Подходящие сухие продукты для использования с новым раздаточным устройством, раскрытым в данном документе, включают в себя чай, кофе, горячее какао или другие порошковые напитки и т.п. В целях иллюстрации контейнер и раздаточное устройство, описанные в данном документе, будут описаны в отношении раздачи рассыпного листового чая. Однако следует принимать во внимание, что контейнер и раздаточное устройство могут быть легко применены к другим сыпучим материалам, таким как, но не ограничиваясь ими, перечисленные выше. В еще одном дополнительном варианте раздаточное устройство может включать в себя приемник монет/банкнот, и/или терминал для кредитных карт, или подобное устройство для использования в качестве торгового автомата. В другом варианте могут быть предусмотрены электронные платежи, такие как мобильные платежи, ключи от номера или брелоки для оплаты номера, или другие типы широко используемых и/или известных способов оплаты.
Определенные варианты выполнения раздаточного устройства для чая и множество контейнеров для чая проиллюстрированы на фиг. 1-8. В зависимости от желаемой формы, контейнеры для чая могут быть одноразовыми или многоразовыми, любые контейнеры могут содержать количество чая в широком диапазоне в зависимости от конструкции, например 2-5 фунтов. Однако следует принимать во внимание, что размер контейнеров для чая может быть подобран таким образом, чтобы в них можно было хранить большее или меньшее количество чая, не выходя за рамки объема настоящего изобретения. Раздаточное устройство 20 для чая проиллюстрировано в виде отдельно стоящего устройства, имеющего верхнюю часть 22 для хранения и выбора одного или нескольких сортов чая, среднюю часть 24 для раздачи и отмеривания выбранного чая, нижнюю часть 26, обеспечивающую место для размещения пользователем приемной емкости, такой как чашка, чайник, заварочный чайник, заварочный узел или подобные устройства, для приема разливаемого чая и/или горячей воды, и заднюю часть 28 для хранения и раздачи горячей воды, чтобы ее можно было разливать при желаемой температуре и в желаемом объеме. Кроме того, в проиллюстрированном варианте раздаточное устройство 20 для чая включает в себя электронный контроллер 30, который включает в себя пользовательский интерфейс 32 и управляет работой остальных частей раздаточного устройства 20 для чая. Следует принимать во внимание, что раздаточное устройство 20 для чая может иметь различные другие формы и конфигурации в зависимости от потребностей и требований пользователя, включая раздаточное устройство, которое подает воду только определенного объема и температуры, или раздаточное устройство, которое подает воду при выбранной температуре и некоторые другие сыпучие материалы.
Как показано на фиг. 1-8, раздаточное устройство 20 для чая, в частности его задняя часть 28, обеспечивает устройство, систему и способ подачи горячей воды по запросу в широком диапазоне точно регулируемых температур и/или объемов. Задняя часть 28 включает в себя первый резервуар 100 для горячей воды, который поддерживает воду при первой температуре, и второй резервуар 200 для горячей воды, который поддерживает воду при второй температуре, которая выше, чем первая температура. В одном варианте первый резервуар 100 для горячей воды больше по объему, чем второй резервуар 200 для горячей воды. В других вариантах второй резервуар 200 для горячей воды может быть больше по объему, чем первый резервуар 100 для горячей воды, или оба резервуара могут быть одинакового размера.
Было обнаружено, что подавляющее большинство чаев следует настаивать при температуре от 160 до 212°F. Соответственно, в целях неограничивающего примера, когда раздаточное устройство 20 для чая используется для приготовления чая, вода в первом резервуаре 100 для горячей воды поддерживается на уровне или немного выше/ниже 160°F (но предпочтительно не менее 90°F), в то время как вода во втором резервуаре 200 для горячей воды поддерживается на уровне или немного ниже 212°F (т.е. с точностью до 10°F). Желательно поддерживать температуру воды во втором резервуаре для горячей воды ниже точки кипения, которая составляет 212°F (в зависимости от высоты), чтобы предотвратить повышение давления и/или увеличение потерь воды через пар. Посредством смешивания воды из первого и второго резервуаров (100 и 200 соответственно) для горячей воды в различных соотношениях, горячая вода с любой температурой от 160 до 212°F может быть быстро и точно распределена из раздаточного устройства 20 при желаемой температуре и в желаемом объеме.
Средняя часть 24 раздаточного устройства 20 также включает в себя электронный контроллер 30, который принимает входные данные, относящиеся к температуре и скорости потока, от определенного количества датчиков, которые будут описаны в данном документе, и управляет с возможностью контроля другими компонентами раздаточного устройства 20, чтобы подавать воду с желаемой температурой и объемом. Каждый резервуар из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды включает в себя впускной патрубок 102/202 для подачи воды, через который подается дополнительная вода для заполнения и/или пополнения резервуаров. Каждый впускной патрубок 102/202 для подачи воды сообщен по текучей среде с управляемым клапаном 104/204 подачи воды. Каждый управляемый клапан 104/204 подачи воды соединен с линией 34 подачи воды и питается через нее. В одном варианте линия 34 подачи воды сообщена по текучей среде с патрубком 36 для подачи воды, расположенным на задней стороне внешнего корпуса раздаточного устройства 20. В одном из способов использования патрубок 36 для подачи воды соединен с обычной линией подачи воды под давлением. Линия 34 подачи воды может включать в себя встроенный фильтр для воды или другое средство фильтрации воды (не показано). В других вариантах осуществления изобретения раздаточное устройство 20 может быть выполнено с возможностью использования с внутренним или внешним резервуаром для воды, или каким-либо другим подходящим источником воды. В некоторых вариантах также может обеспечиваться насос (не показан) для использования с линией 34 подачи воды, когда давление воды отсутствует, когда требуется дополнительное давление воды, или для обеспечения более контролируемой скорости потока воды. В одном из вариантов насос представляет собой насос с регулируемой скоростью, который позволяет обеспечивать быстрое пополнение резервуара, но при необходимости снижает скорость потока для обеспечения точных объемов. В альтернативном варианте первый резервуар 100 для горячей воды может принимать воду из второго резервуара 200 для горячей воды, или наоборот.
Каждый резервуар из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды также включает в себя нагревательный элемент 106/206. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения первый и второй нагревательные элементы 106 и 206 соответственно являются нагревательными катушками, такими как электрический резистивный нагревательный элемент. Однако могут быть использованы и другие известные нагревательные элементы, включая индукционный нагреватель, топливную газовую горелку и блок лучистого нагрева, чтобы назвать несколько примеров. В одном варианте нагревательный элемент 206 больше, чем нагревательный элемент 106, что позволяет второму резервуару 200 для горячей воды достичь более высокой желаемой температуры, чем температура резервуара 100 для горячей воды.
Также внутри каждого резервуара из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды расположены датчики 108 и 208 температуры. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения датчики 108 и 208 температуры расположены рядом с верхней частью резервуаров 100 и 200 для горячей воды, чтобы обеспечивать наиболее точное считывание показателей воды, которая будет выдана сначала. Датчики 108 и 208 температуры подают электрические сигналы на электронный контроллер 30, который использует эти сигналы для управления работой нагревательных элементов 106 и 206, чтобы точно поддерживать желаемую температуру в каждом резервуаре из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды. В проиллюстрированном варианте датчики 108 и 208 температуры являются термисторами.
Первый резервуар 100 для горячей воды и второй резервуар 200 для горячей воды также включают в себя датчик 110/210 уровня воды. Датчик уровня воды может быть магнитным поплавком или датчиком уровня воды любого другого типа, который можно использовать для индикации того, что уровень воды в данном резервуаре находится на желаемом уровне. Датчики 110 и 210 уровня воды подают электрические сигналы на электронный контроллер 30, который использует эти сигналы для управления работой регулируемых подающих клапанов 104 и 204, чтобы поддерживать желаемый объем воды в каждом резервуаре из числа первого резервуара 100 горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды. Во время работы воду можно пополнять только после завершения цикла распределения горячей воды, чтобы поддерживать желаемую температуру воды в каждом резервуаре из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды на протяжении всего цикла. Хотя возможно, что подача более холодной воды из линии подачи воды во время цикла раздачи снизит температуру воды в первом резервуаре 100 для горячей воды и во втором резервуаре 200 для горячей воды и, таким образом, потребует корректировки соотношения раздачи воды из каждого резервуара, чтобы достичь желаемой температуры раздачи воды.
Первый резервуар 100 для горячей воды и второй резервуар 200 для горячей воды соединены соответственно с первой и второй выпускными трубками 112/212 для горячей воды. Каждая трубка из числа первой выпускной трубки 112 для горячей воды и второй выпускной трубки 212 для горячей воды питаются от первого/второго водяного насоса 114/214, который подает воду из резервуара через первый/второй выпускной клапан 116/216 и первый/второй расходомер 118/218. Каждый компонент из числа первого и второго водяного насоса 114 и 214, первого и второго выпускных клапанов 116 и 216, а также первого и второго расходомеров 118 и 218 электрически связан с электронным контроллером 30 и/или управляется им. Возможно использование любого подходящего насоса, включая в качестве примера, но не ограничиваясь им, шестеренчатый насос, центробежный водяной насос, поршневой водяной насос прямого действия или насос с осевым потоком. В одном из вариантов насос представляет собой насос с регулируемой скоростью, который позволяет при желании обеспечивать быструю раздачу горячей воды и при желании более медленные и более контролируемые скорости потока для завершения цикла дозирования. Кроме того, может быть использован любой подходящий клапан, включая, например, но не ограничиваясь этим, дроссельный клапан или электромагнитный клапан. Вода может выпускаться из любого или обоих резервуаров из числа первого резервуара 100 для горячей воды или второго резервуара 200 для горячей воды через соответствующую первую или вторую выпускную трубку 112/212 для горячей воды. Первый и второй расходомеры 118 и 218 измеряют и сообщают точные данные о количестве воды, подаваемой из каждого резервуара из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды соответственно в первую и вторую выпускные трубки 112 и 212 для горячей воды.
Горячая вода выдается из первой и второй выпускных трубок 112 и 212 для горячей воды в общую камеру 38, где горячая вода из резервуаров смешивается посредством турбулентности перед тем, как будет выдаваться из патрубка 40 для выдачи воды раздаточного устройства 20. В другом варианте (не показан) раздаточное устройство 20 может включать в себя другой расходомер, дозирующий клапан и сливной клапан, которые могут использоваться для обеспечения вторичного измерения и управления объемом горячей воды, выдаваемой через патрубок 40 для выдачи воды. Любой избыток воды в общей камере 38 может быть удален через сливную линию с использованием сливного клапана.
В проиллюстрированном варианте, чтобы повысить постоянство температуры воды в резервуаре, каждый резервуар из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды включает в себя циркуляционный насос 120 и 220, который может быть установлен внутри резервуара или рядом с ним для обеспечения циркуляции содержащейся в нем воды, чтобы гарантировать постоянную температуру в резервуаре, а также для ускорения нагрева. Циркуляционные насосы 120 и 220 подключены к электронному контроллеру 30 и управляются им, при этом они могут работать непрерывно, с перерывами, по графику, или в выбранное время, например непродолжительное время перед циклом раздачи. Каждый резервуар из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды также включает в себя один или более предохранительных клапанов или одно или более отверстий 121/221, чтобы предотвратить потенциально возможное повышение давления в них.
Во время использования раздаточного устройства 20 пользователь выбирает желаемую температуру выдачи для воды и желаемую комбинацию объема выдачи воды либо напрямую, либо через выбор типа чая, для которого предварительно запрограммирована идеальная температура воды и размер порции, в электронном контроллере 30 с использованием пользовательского интерфейса 32. Во время нормальной работы первый резервуар 100 для горячей воды и второй резервуар 200 для горячей воды уже будут заполнены водой, которая обычно поддерживается при постоянной и известной температуре, чтобы сделать любую смесь двух компонентов постоянной и предсказуемой. Электронный контроллер 30 содержит логическую схему для выполнения вычислений с использованием температур объемов воды в первом и втором резервуарах 100 и 200 для воды (как определено датчиками 108 и 208 температуры) для расчета точного объема воды, который необходимо подавать из каждого резервуара из числа первого и второго резервуаров для горячей воды, чтобы доставить желаемый объем горячей воды при желаемой температуре.
Как только объем воды, необходимый для каждого резервуара из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды, определен с помощью электронного контроллера 30, этот электронный контроллер 30 может первоначально контролируемо управлять первым и вторым водяными насосами 114 и 214, а также первым и вторым выпускными клапанами 116 и 216 для подачи соответствующих объемов из первого и второго резервуаров 100/200 для горячей воды. Можно использовать любой подходящий способ отмеривания выдаваемого объема, однако в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения каждая трубка из числа первой и второй выпускных трубок 112/212 для горячей воды включают в себя расходомер 118/218, который точно определяет объем воды, выдаваемой из каждого резервуара из числа первого резервуара 100 для горячей воды или второго резервуара 200 для горячей воды. Вода, выходящая из каждой из выпускных трубок 112 и 212 для горячей воды смешивается, образуя один смешанный объем в общей камере 38 перед тем, как выдать воду из линии 40 выпуска воды в приемную емкость, расположенную в пределах нижней части 26 раздаточного устройства 20. Полный объем горячей воды, выдаваемый раздаточным устройством 20, не объединяется в камере раздаточного устройства 20 перед раздачей, тем самым уменьшая размер машины.
Чтобы обнаружить изменение температуры, вызванное потерей тепла, когда горячая вода течет по выпускным трубкам 112 и 212 для горячей воды, раздаточное устройство 20 может также включать в себя вторичные датчики 122 и 222 температуры, расположенные таким образом, чтобы определять температуру воды в выпускных трубках 112 и 212 для горячей воды. В этом варианте раздаточное устройство 20 также включает в себя нагревательные элементы 124 и 224 для трубок, которые расположены в непосредственной близости от выпускных трубок 112 и 212 для горячей воды соответственно. Вторичные датчики 122 и 222 температуры подают электрические сигналы на электронный контроллер 30, который использует эти сигналы для управления работой нагревательных элементов 124 и 224 для трубок, чтобы обеспечить небольшое повышение температуры горячей воды, выходящей из одной или более выпускных трубок 112/222 для горячей воды. В качестве альтернативы или дополнительно нагревательные элементы 124 и 224 для трубок могут быть активированы перед циклом раздачи, чтобы предварительно нагреть выпускные трубки 112/212 для горячей воды для минимизации тепловых потерь из выдаваемой воды. В определенных обстоятельствах температуры, измеряемые вторичными датчиками 122 и 222 температуры, могут вызвать изменение электронным контроллером 30 соотношения воды, выдаваемой в процессе работы во время цикла раздачи, чтобы более точно достичь желаемой температуры.
По завершении каждого цикла раздачи раздаточное устройство 20 удаляет всю воду, оставшуюся в первой и второй выпускных трубках 112 и 212 для горячей воды. Эта очистка гарантирует, что вода из предыдущего цикла раздачи, которая могла значительно остыть в зависимости от времени, прошедшего после предыдущего использования, подается как часть следующего цикла, тем самым снижая фактическую температуру подаваемой горячей воды ниже желаемой температуры. Это может быть достигнуто с помощью использования сливного клапана на каждой из выпускных трубок 112/212 для горячей воды, который соединен с линией слива, или вода может быть рециркулирована в один из резервуаров из числа первого или второго резервуара 100/200 для воды.
При желании поддерживать температуру горячей воды чуть ниже точки кипения раздаточное устройство 20 может включать в себя высотомер или барометр 42, который точно определяет высоту подъема раздаточного устройства 20 или барометрическое давление. В альтернативном варианте может использоваться устройство глобальной навигационной спутниковой системы (GPS). Любое из этих устройств может быть использовано для определения фактической точки кипения воды, которая будет наблюдаться в месте расположения раздаточного устройства 20. В одном из вариантов высотомер или барометр 42 обеспечивает эту информацию об окружающей среде при запуске раздаточного устройства 20 или более периодически на электронный контроллер 30, который может соответственно повышать или понижать температуру в одном или нескольких резервуарах для горячей воды. Эта динамическая регулировка позволяет раздаточному устройству 20 управлять одним или несколькими резервуарами из числа первого и второго резервуаров 100 и 200 для горячей воды при более высокой температуре, когда оно находится вблизи уровня моря, чем это могло бы быть запрограммировано в противном случае. Кроме того, эта регулировка также гарантирует, что не возникнут какие-либо осложнения, когда и если раздаточное устройство 20 работает на больших высотах.
В проиллюстрированном варианте верхняя часть 22 раздаточного устройства 20 для чая включает в себя множество сменных контейнеров 44 для чая, причем каждый контейнер 44 для чая соединен со съемным механизмом 46 раздачи. Верхняя часть 22 также включает в себя приемную часть 48 в виде карусели 50, включающей в себя несколько отверстий 52, в которых может быть закреплен контейнер 44 для чая и связанный с ним раздаточный механизм 46. В одном варианте, когда контейнер прикреплен к приемной части 48, каждый контейнер 44 для чая образует одинаковую часть цилиндрической формы. В проиллюстрированном варианте обеспечивается шесть контейнеров 44 для чая, но следует принимать во внимание, что может быть обеспечено два, четыре, восемь, десять, двенадцать или любое другое желаемое количество контейнеров для чая.
В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения каждый контейнер 44 для чая имеет полость, подходящую для хранения чая для последующей раздачи. В одном варианте каждый контейнер 44 для чая изготовлен методом выдувного формования из пластика, но можно использовать другие формы, не выходящие за рамки объема изобретения. Каждый контейнер 44 для чая также включает в себя съемный раздаточный механизм 46. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения контейнер 44 для чая также включает в себя стандартную крышку, которая образует уплотнение по отношению к контейнеру 44 для чая, а также, в дополнительном варианте, герметичное уплотнение для предотвращения контакта содержимого контейнера 44 для чая с внешней средой, тем самым сохраняя его свежесть перед раздачей. Крышка может быть навинчивающейся или защелкивающейся крышкой, и/или фольгой, или другим тонкопленочным уплотнением. Раздаточный механизм 46 устанавливается на основании контейнера 44 для чая и служит для контролируемого высвобождения содержимого контейнера 44 под действием силы тяжести, когда он правильно установлен в раздаточном устройстве 20 и приводится в действие электронным контроллером 30.
Каждый раздаточный механизм 46 включает в себя соединитель 54, мешалку 56, раздаточный лоток 58 и приводной винт 60. Соединитель 54 может быть резьбовым или защелкивающимся соединением, выполненным с возможностью соединения и создания плотного уплотнения с отверстием контейнера 44 для чая. Когда мешалка 56 раздаточного механизма 46 соединена с контейнером 44 для чая, она проходит вверх во внутреннюю часть контейнера 44 для чая и обеспечивает выборочную и/или прерывистую работу во время раздачи с помощью электронного контроллера 30. Раздаточный лоток 58 имеет ближайший конец, который соединяется с внутренней частью контейнера 44 для чая и периферийное отверстие. Между ближним концом и раздаточным отверстием, внутри раздаточного лотка 58 вдоль по меньшей мере части его длины расположены установленные с возможностью поворота приводной винт или спираль 60. Винт/спираль 60 могут быть сформированы из одного или нескольких кусков проволоки или другого подходящего материала, или, альтернативно, могут быть сформированы в виде сплошного спирального винта, изготовленного из металла, пластика или подобного материала, чтобы иметь более четко образованные лопатки, которые могут быть больше полезны при раздаче более мелкого порошкообразного материала в отличие от более крупного сыпучего материала. В предпочтительном варианте диаметр раздаточного лотка 58 составляет приблизительно от 1/2 до 2 дюймов, а диаметр винта/спирали 60 составляет от 3/8 до 1/2 дюйма с шагом от 1/4 до 3/8 дюйма. В другом предпочтительном варианте диаметр раздаточного лотка 58 составляет приблизительно 1 дюйм, а диаметр проволоки, образующей винт/спираль 60, составляет от 1/32 до 1/16 дюйма. Винт/спираль 60, как и мешалка 56, может избирательно включаться и приводиться в действие электронным контроллером 30.
Раздаточный механизм 46 может также включать в себя уплотнение 62, которое принудительно открывается с помощью кулачка 64, линейного исполнительного механизма или другого подходящего механизма только во время работы, чтобы поддерживать воздухонепроницаемое уплотнение контейнера 44, тем самым защищая его содержимое. Как показано, уплотнение 62 может представлять собой откидную дверцу или створку, которая при закрывании прижимается к периферийному отверстию, обеспечивая уплотнение. В одном варианте уплотнение 62 удерживается закрытым с помощью магнита 66, который установлен на уплотнении 62 и поджимает уплотнение 62 таким образом, что оно прижимается к периферийному отверстию.
Карусель 50 приемной части 48 выборочно приводится в движение двигателем 68, управляемым электронным контроллером 30, и приводным ремнем 70, в результате чего желаемый контейнер 44 для чая устанавливается над загрузочным лотком 72. Загрузочный лоток 72 направляет чай из периферийного отверстия данного раздаточного механизма 46 в измерительную часть 74. Карусель 50 включает в себя механический или оптический датчик 76 обратной связи, который точно определяет угловое вращение карусели 50, чтобы гарантировать, что электронный контроллер 30 может быстро позиционировать ее (и установленные в ней контейнеры 44 для чая) в желаемом положении.
Измерительная часть 74 включает в себя бункер 78 для приема чая, выдаваемого из загрузочного лотка 72 чайного контейнера 44 под управлением электронного контроллера 30. Загрузочный лоток 72, согласно этому варианту, представляет собой неподвижный цилиндрический лоток, ближний конец которого выровнен с периферийным отверстием раздаточного механизма 46 раздаточного устройства 20 для выдачи чая, который расположен в соответствующем месте карусели 50. Когда чай или какой-либо другой материал присутствует внутри контейнера 44, он подается в раздаточный лоток 58 на его ближнем конце. Когда приводной(ая) винт/спираль 60 приводится в действие электронным контроллером 30, он/она начинает вращаться в направлении, которое вынуждает материал, присутствующий на ближнем конце, перемещаться к периферийному отверстию. Как только материал достигает периферийного отверстия, он вытесняется из раздаточного лотка 58 через загрузочный лоток 72 в бункер 78. Бункер 78 установлен на одном конце рычага 80, который в этом случае шарнирно установлен на внутренней раме корпуса раздаточного устройства 20 для чая на противоположном конце. Рычаг 80 также включает в себя встроенный тензометрический датчик 82, который подходит для электронного измерения массы материала, выдаваемого раздаточным механизмом 46 через лоток 58 и загрузочный лоток 72 и в конечном итоге в бункер 78 на основе режима, близкого к режиму реального времени, и сообщает о своих измерениях электронному контроллеру 30. По существу, когда электронный контроллер 30 определяет, что заранее заданное количество материала было подано в бункер 78, работа винта/спирали 60 прекращается. В другом варианте приводной(ая) винт/спираль 60 управляется электронным контроллером 30 с переменной скоростью, в результате чего, когда количество материала, которое все еще необходимо выдать, остается высоким, винт/спираль 60 работает с более высокой скоростью, но когда количество материала в бункере 78 приближается к желаемому количеству, скорость винта/спирали 60 может быть постепенно или дискретно уменьшена, чтобы обеспечить как можно ближе к желаемому значению количество выдаваемого материала в бункер 78. Как только желаемое количество чая будет выдано в бункер 78, рычаг 80 освобождается, и содержимое бункера 78 сбрасывается в воронку 84, которая направляет содержимое бункера 78 из средней части 24 вниз в указанную область, когда ожидающий контейнер расположен на нижней части 26. Следует принимать во внимание, что, когда требуется выдача чая в больших количествах, может потребоваться один или более циклов раздачи и опорожнения бункера 78 для достижения большого желаемого объема.
В том случае, если пользователь желает другой тип чая, то после определения последующих входных данных пользователя электронный контроллер 30 заставляет карусель 50 вращаться с помощью двигателя 68 и ремня 70, чтобы повернуть контейнер 44 для чая, содержащий выбранный чай, в соответствующее положение над загрузочным лотком 72, как определено с помощью датчика 76, и запускает раздаточный цикл посредством активации раздаточного механизма 46 этого контейнера 44 для чая. Чтобы обеспечить тип чая, содержащийся в каждом из контейнеров для чая, таких как контейнер 44 для чая, раздаточное устройство 20 может включать в себя оптический сканер 86 или подобное устройство, которое способно считывать правильно расположенную этикетку, штрих-код, QR-код 88 или подобную закодированную информацию на каждом контейнере 44 для чая. Информация, закодированная в коде или связанная с ним, может быть типом чая, температурой воды, которая идеально подходит для этого чая, правильным соотношением чая и воды, информацией о размере порции и общем количестве чая, изначально содержащегося в контейнере. В другом варианте часть или вся эта информация может быть введена пользователем в электронный контроллер 30. Затем эта информация может использоваться электронным контроллером 30 для отображения пользовательского интерфейса 32 пользователю и выдачи надлежащего количества чая и горячей воды по запросу.
В одном варианте нижняя часть 26 включает в себя множество ножек 90, которые поддерживают раздаточное устройство 20 на стойке, столе или подобном основании. В некоторых случаях 1, 2, 3 или более ножек 90, которые поддерживают раздаточное устройство 20 для чая, могут линейно приводиться в действие электронным контроллером 30, чтобы позволить раздаточному устройству 20 выравниваться самому для обеспечения правильной работы. Нижняя часть 26 может также включать в себя раздаточное устройство 92 для заварочных пакетиков, позволяющее пользователю быстро и легко извлекать заварочный пакетик, чтобы выдавать рассыпной чай для настаивания. Раздаточное устройство для заварочных пакетиков может удерживать удобное количество заварочных пакетиков / чайных пакетиков или подобных пакетиков, и может легко пополняться.
Следует принимать во внимание, что можно использовать многие конструкции пользовательского интерфейса, не выходя за рамки настоящего раскрытия. Например, обеспечивается пользовательский интерфейс 32 с сенсорным экраном, в котором обеспечивается определенное количество выбираемых пользователем вариантов для напитков разного размера. Например, пользовательский интерфейс 32 может включать в себя логические кнопки, которые соответствуют 8, 16 и 20 унциям напитка соответственно. Кроме того, одна или более из этих кнопок могут быть запрограммированы на предоставление индивидуального размера, например 12, 18 или 20 унций. В дополнительном варианте размер, связанный с этими кнопками, может быть настроен пользователем таким образом, чтобы соответствовать размерам чая, которые предпочитает пользователь или которые доступны в меню, например, в случае ресторана или чайного магазина. Кроме того, когда пользовательский интерфейс представлен на сенсорном экране, кнопки могут быть изменены таким образом, чтобы отображать запрограммированный в данный момент размер, например, в унциях (или метрическом эквиваленте), запрограммированный в данный момент объем воды и текущую температуру воды для раздачи выбранного чая, или подобные параметры. Кроме того, при желании одна или более кнопок могут быть настроены пользователем для обеспечения большего объема, например размера заварочного чайника, или насыпного чайного пакетика, или контейнера (где вода не требуется).
При выборе кнопки электронный контроллер 30 (показанный на фиг. 1) выполнен с возможностью управления раздаточным устройством 20 для чая для выдачи отмеренного количества чая, подходящего для раздачи 8 унций чайного напитка, а также 8 унций горячей воды с температурой, соответствующей идеальной температуре для заваривания выбранного чая. Учитывая, что количество чая, необходимое для приготовления определенного объема чая, является относительно стандартным для всех типов чая (например, 2,5 г листового чая на 6 унций воды), пользовательский интерфейс при желании может оставаться относительно простым. В качестве альтернативы, в случае чая, который включает в себя другие ингредиенты, такие как чай со специями, веса, соответствующие различным кнопкам, могут быть соответственно увеличены в зависимости от типа чая, для которого в настоящее время сконфигурирована карусель 50. Например, в одном варианте пользовательский интерфейс 32 может принимать входные данные, относящийся к одному из ряда заранее определенных типов чая и желаемого объема чая. В зависимости от выбранного в настоящее время чая, количество выдаваемого чая (например, по весу) для выбранного объема может отличаться от того, которое было бы в том случае, если бы был выбран другой тип чая. В дополнительном варианте эта информация может быть предоставлена или связана с электронным управлением 30 с помощью сканера 86 и кода 88 на выбранном контейнере 44.
На фиг. 9 со ссылками на фиг. 1-8 в виде блок-схемы проиллюстрирован процесс выбора и раздачи напитка в соответствии с одной формой настоящего изобретения, которая будет использована для иллюстрации способа, с помощью которого раздаточное устройство для раздачи чая, показанное на фиг. 1, может работать. Процесс 1500 начинается с этапа 1510, на котором раздаточное устройство 20 для чая принимает входные данные, достаточные для того, чтобы позволить раздаточному устройству идентифицировать тип и количество подаваемого чая, а также количество и температуру подаваемой воды. В иллюстративных целях это может включать в себя ввод индикации в пользовательский интерфейс, такой как пользовательский интерфейс 32, о том, что пользователь желает 8 унций чая со специями или что пользователь желает 16 унций зеленого чая немного крепче или слабее обычного. Конечно, тип чая, выбранный или указанный пользователем, должен быть типом чая, хранящегося в настоящее время в контейнере 44 для чая, который установлен в карусели 50 раздаточного устройства 20. Кроме того, каждый тип чая взаимосвязан в электронном контроллере 30 с идеальной температурой воды для замачивания. Эта информация также может быть закодирована в QR-коде одного или более контейнеров, и загружена на основе информации, закодированной в них. Процесс переходит к этапу 1520, на котором электронный контроллер 30 раздаточного устройства 20 для чая принимает входные данные пользователя и определяет тип и количество чая (по весу), подлежащего выдаче, наряду с объемом и температурой воды (если таковая имеется) для выдачи. Затем электронный контроллер 30 начинает выдачу чая посредством вращения карусели 50 таким образом, чтобы контейнер 44 для чая, в котором хранится выбранный тип чая, находился в правильном месте на этапе 1525. Затем раздаточное устройство 20 калибрует значение, воспринимаемое тензометрическим датчиком 82, относительно нуля, чтобы точно измерить количество чая, добавленного в бункер 78 на этапе 1530. Затем электронный контроллер 30 поворачивает кулачок 64 таким образом, чтобы открыть уплотнение 62 выбранного в данный момент контейнера 44 для чая, а затем запускает двигатель(и), который(ые) приводит(ят) в действие мешалку 56 и винт 60 на этапе 1540. Вскоре после этого чай из контейнера 44 начинает накапливаться в бункере 78. Когда это происходит, тензометрический датчик 82 начинает периодически сообщать электронному контроллеру 30 значение, показывающее вес чая, выдаваемого в бункер 78 на этапе 1550. При необходимости винт 60 может быть выборочно повернут назад на короткое время перед возвращением в нормальный режим работы, чтобы устранить любые возможные застревания или засоры. Как только электронный контроллер 30 определяет, что вес чая, выдаваемого в бункер 78, приближается к заранее заданному процентному содержанию от количества, подлежащего выдаче (этап 1560), электронный контроллер 30 снижает скорость двигателя, который приводит в движение винт/спираль 60, тем самым уменьшая скорость выдачи (этап 1570). Как только электронный контроллер 30 определяет, что желаемый вес чая был выдан в бункер 78 (этап 1580), электронный контроллер 30 отключает двигатель(и), который(ые) приводит(ят) в действие мешалку 56 и винт/спираль 60 на этапе 1590, и отпускает механизм, который удерживает рычаг 80, тем самым сбрасывая содержимое бункера 78 вниз в воронку 84 и, в конечном итоге, в ожидающий контейнер пользователя (этап 1600). В одном варианте электронный контроллер 30 может изменить направление работы двигателя для поворота на короткое время приводного винта 60 в обратном направлении, чтобы освободить конец лотка 58 для обеспечения чистой контактной поверхности для уплотнения 62. Следует принимать во внимание, что в том случае, когда требуется выдача насыпного чая в больших количествах, может потребоваться один или более циклов из этапов 1540-1590 для достижения большого желаемого объема. В другом варианте для определения приемной емкости, такой как чашка или подобная емкость, в области выдачи до того, как раздаточное устройство 20 будет задействовано для выдачи чая на этапе 1600, требуется датчик. Следует принимать во внимание, что в некоторых вариантах мешалка 56 может работать только периодически во время цикла раздачи, а не постоянно.
Теперь, когда цикл раздачи чая завершен, следующим этапом начинается цикл раздачи горячей воды. Следует принимать во внимание, что в компоновке раздаточного устройства, в котором должна подаваться только горячая вода, в процессе могут отсутствовать некоторые или все предшествующие этапы. Этот цикл начинается на этапе 1610, когда электронный контроллер 30 принимает текущую температуру резервуара 100 для горячей воды (как сообщает датчик 108 температуры) и температуру резервуара 200 для горячей воды (как сообщает датчик 208 температуры) для определения объема воды, который должен выдаваться из каждого резервуара из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды. В одном варианте электронный контроллер может также активировать трубчатые нагревательные элементы 124 и 224 для подачи энергии на первую выпускную трубку 112 для горячей воды и вторую выпускную трубку 212 для горячей воды до повышенной температуры, чтобы минимизировать любые потери излучаемого тепла из воды. В одном варианте циркуляционные насосы 120 и 220 могут работать непрерывно, в результате чего это показание температуры может быть снято сразу в текущий момент времени. Однако в других вариантах циркуляционные насосы 120 и 220 могут работать только периодически, и в этом случае электронный контроллер 30 активирует циркуляционные насосы 120 и 220 на короткое время перед считыванием температуры воды. На следующем этапе, т.е. на этапе 1620, электронный контроллер 30 использует желаемый объем горячей воды, желаемую температуру воды, и температуры, полученные на этапе 1510, для определения количества воды, которое необходимо выдавать из каждого резервуара из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды, чтобы должным образом распределять предварительно заданный объем воды при выбранной температуре. Например, электронным контроллером 30 может быть определено, что из второго резервуара 200 для горячей воды необходимо выдать 10 унций воды и что необходимо выдать две унции воды из первого резервуара 100 для горячей воды для того, чтобы в конечном итоге выдать 12 унций воды, температура которой составляет 180°F. Как только эти объемы определены, на этапе 1630 электронный контроллер 30 активирует первый водяной насос 114 и открывает первый выпускной клапан 116, чтобы начать раздачу горячей воды из первого резервуара 100 для горячей воды. Одновременно или поочередно, электронный контроллер 30 активирует второй водяной насос 214 и открывает второй выпускной клапан 216, чтобы начать раздачу горячей воды из второго резервуара 200 для горячей воды. В одном варианте скорость первого и второго водяных насосов 114 и 214 регулируется таким образом, что время на раздачу желаемого объема остается относительно постоянным, тем самым обеспечивая почти равномерный профиль горячей воды в течение цикла раздачи и предотвращая раздачу более горячей или холодной воды, чем желаемые в любой заданный момент времени. Во время раздачи на этапе 1630 электронный контроллер 30 отслеживает количество горячей воды, выдаваемой из каждого резервуара из числа первого и второго резервуаров 100 и 200 для горячей воды, используя показания, принятые от расходомеров 118 и 218. Как только желаемый объем горячей воды был выдан из первого резервуара 100 для горячей воды, электронный контроллер 30 выключает первый водяной насос 114 и закрывает первый выпускной клапан 116 (этап 1640). Кроме того, как только из второго резервуара 200 для горячей воды был выдан желаемый объем горячей воды, электронный контроллер 30 выключает второй водяной насос 214 и закрывает второй выпускной клапан 216 (этап 1650). В еще одном дополнительном варианте в целях безопасности пользователь должен нажать (или нажать и удерживать) кнопку на пользовательском интерфейсе раздаточного устройства 20, чтобы разрешить продолжение фактической выдачи горячей воды. Электронный контроллер может быть предварительно запрограммирован на регулировку количества воды, которое может быть использовано для заливки линии перед выдачей в желаемую емкость через выпускную трубку, так как в конечном итоге эта вода сливается после каждого цикла. В ходе этого процесса электронный контроллер 30 принимает показания температуры от вторичных датчиков 122 и 222 температуры для обнаружения любых изменений температуры воды, подаваемой из первого и/или второго резервуаров 100 и 200 для горячей воды (этап 1660). В случае более низкой температуры, чем ожидалось, электронный контроллер может подавать питание на один или более трубчатых нагревательных элементов 124 и 224 для небольшого увеличения температуры воды перед ее раздачей (этап 1670). После этого электронный контроллер 30 измеряет количество воды, присутствующей в каждом резервуаре из числа первого и второго резервуаров 100 и 200 для горячей воды, используя датчики 110 и 210 уровня воды, и может управлять клапанами 104 и/или 204 подачи воды для пополнения воды в резервуарах (этап 1680). Процесс заканчивается на этапе 1690.
В другом, дополнительном варианте электронный контроллер 30 непрерывно отслеживает температуры, сообщаемые вторичными датчиками 112 и 222 температуры, и регулирует объемы воды из первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для воды, которые должны выдаваться, чтобы регулировать небольшие отклонения от параметров первоначального вычисления, выполненного на этапе 1620.
Раздаточное устройство 20 для чая имеет возможность работать таким образом, что подается только отмеренное количество чая или только определенный объем воды при определенной температуре. Специалист в данной области техники сразу поймет этапы, которые могут быть опущены в процессе, проиллюстрированном на фиг. 9, чтобы выполнить эти две операции.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что многие из этапов могут происходить одновременно или в различном порядке, при этом также возможны различные временные интервалы между этапами. В дополнительном варианте электронный контроллер 30 может выполнять более одной регулировки скорости для быстрой подачи чая и/или горячей воды до определенного процентного содержания от желаемого количества, а затем выполнять несколько снижений скорости, чтобы точно и быстро достичь желаемого веса.
Также должно быть понятно, что вышеупомянутый способ может быть адаптирован для использования с раздаточным устройством 20, раскрытым ниже. Например, вместо рециркуляционных насосов могут использоваться рециркуляционные контуры, а для выбора между режимом раздачи и режимом рециркуляции в соответствующие моменты времени могут использоваться клапаны управления направлением.
Альтернативный вариант раздаточного устройства 21 для чая, в котором используются клапаны и рециркуляционные контуры вместо циркуляционных насосов 120 и 220 раздаточного устройства 20 для чая, показан в виде схемы на фиг. 10. Следует принимать во внимание, что все компоненты раздаточного устройства 21 для чая такие же, как те, которые показаны и описаны в отношении раздаточного устройства 20 для чая на фиг. 1-8, за исключением параметров, указанных ниже.
Раздаточное устройство 21 для чая включает в себя первый резервуар 100 для горячей воды, который поддерживает воду при первой повышенной температуре, и второй резервуар 200 для горячей воды, который поддерживает воду при второй температуре, которая выше первой температуры. В одном варианте первый резервуар 100 для горячей воды больше по объему, чем второй резервуар 200 для горячей воды. В других вариантах второй резервуар 200 для горячей воды может быть больше по объему, чем первый резервуар 100 для горячей воды, или оба резервуара могут иметь одинаковый размер. В другом варианте один из резервуаров 100 или 200 для воды может не иметь нагревательного элемента и может использовать воду при комнатной температуре.
В целях неограничивающего примера, когда раздаточное устройство 21 используется для чая, вода в первом резервуаре 100 для горячей воды поддерживается на уровне 160°F или немного выше/ниже этого уровня, в то время как вода во втором резервуаре 200 для горячей воды поддерживается на уровне или немного ниже 212°F. Смешивая воду из первого и второго резервуаров (100 и 200 соответственно) для горячей воды в различных соотношениях, горячая вода, имеющая любую температуру от 160 до 212°F, может быстро и точно выдаваться с помощью раздаточного устройства 21 при желаемой температуре и в желаемом объеме.
Каждый резервуар 100/200 для воды раздаточного устройства 21 включает в себя впускной патрубок 102/202 для подачи воды и регулируемый подающий клапан 104/204, через который регулируемым образом подается дополнительная вода для наполнения и/или пополнения резервуаров с использованием линии 34 подачи воды (не показана) и патрубком 36 для подачи воды (также не показан). Каждый резервуар из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды также включает в себя нагревательный элемент 106/206. В других вариантах может нагреваться только один резервуар. Также внутри каждого резервуара из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды расположены датчики 108 и 208 температуры, которые подают электрические сигналы на электронный контроллер 30 (не показан), использующий эти сигналы для управления работой нагревательных элементов 106 и 206 для точного поддержания желаемой температуры в каждом резервуаре из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды. Первый резервуар 100 для горячей воды и второй резервуар 200 для горячей воды также включают в себя датчик уровня воды (не показан). Датчики уровня воды подают электрические сигналы на электронный контроллер 30 (не показан), который использует эти сигналы для управления работой регулируемых подающих клапанов 104 и 204, чтобы поддерживать желаемый объем воды в каждом резервуаре из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды.
Первый резервуар 100 для горячей воды и второй резервуар 200 для горячей воды соединены с первой и второй выпускными трубками 112/212 для горячей воды соответственно. Каждая трубка из числа первой выпускной трубки 112 для горячей воды, и второй выпускной трубки 212 для горячей воды питаются от первого/второго водяного насоса 114/214, который подает воду, находящуюся внутри соответствующего резервуара, через первый/второй выпускной клапан 116/216 и первый/второй расходомер 118/218. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или более из этих водяных насосов могут быть исключены, в частности в том случае, если резервуар находится при комнатной температуре, и может использоваться подача воды под действием силы тяжести. Каждый насос из числа первого и второго водяных насосов 114 и 214, первый и второй выпускные клапаны 116 и 216, а также первый и второй расходомеры 118 и 218, электрически связаны с электронным контроллером 30 и/или управляются им (не показан).
Вода может выпускаться для раздачи из одного или обоих резервуаров из числа первого резервуара 100 для горячей воды и второго резервуара 200 для горячей воды через соответствующую первую или вторую выпускную трубку 112/212 для горячей воды. Для того чтобы выполнить это с использованием раздаточного устройства 21, рециркуляционные клапаны 123 и 223 должны быть отрегулированы электронным контроллером 30 (не показан) таким образом, чтобы направлять воду, проходящую по выпускным трубкам 112/212 для горячей воды, в общую камеру 38 через линию 119/219 для раздачи воды. В одном из вариантов рециркуляционные клапаны 123/223 являются направляющими регулирующими клапанами, используемыми для направления потока горячей воды из выпускных трубок 112/212 для горячей воды по желанию. Однако рециркуляционные клапаны 123/223 могут быть клапанами любого другого типа или совокупностью клапанов, которые обеспечивают желаемое избирательное управление потоком с помощью электронного контроллера 30. Горячая вода обеспечивается с помощью первого/второго водяных насосов 114/214 из резервуара 100/200 для горячей воды, которая проходит через первый и второй расходомеры 118 и 218, измеряющие и сообщающие точное количество воды, подаваемой в первую и вторую выпускные трубки 112 и 212 для горячей воды соответственно. Горячая вода выдается из первой и второй выпускных трубок 112 и 212 для горячей воды в общую камеру 38, где горячая вода из трубок перемешивается с помощью эффекта турбулентности перед тем, как выдаваться из линии 40 выпуска воды раздаточного устройства 21. Соленоид, клапан или подобное устройство 41 могут обеспечиваться как часть линии 40 выпуска воды для предотвращения капания после цикла раздачи.
Согласно этому альтернативному варианту осуществления изобретения, чтобы повысить постоянство температуры воды в первом резервуаре 100 для горячей воды и втором резервуаре 200 для горячей воды, а также в остальной части раздаточного устройства 21, это раздаточное устройство 21 может использовать рециркуляционные клапаны 123/223 для перенаправления потока горячей воды из первого/второго водяного насоса 114/214 и первой и/или второй выпускной трубки 112/212 для горячей воды обратно в соответствующие резервуары 100/200 для горячей воды через контуры 125/225 рециркуляции. Такая компоновка является предпочтительной, поскольку в ней вода также рециркулируется внутри клапанов 116/216, расходомеров 118/218 и выпускных трубок 112/212 для горячей воды. Это снижает и/или устраняет потенциальную вероятность того, что вода останется в них до следующего цикла раздачи и упадет до более низкой или даже комнатной температуры, тем самым вызывая трудности в выдаче горячей воды в раздаточном устройстве желаемого объема и температуры вследствие этого объема воды с пониженной температурой. Этот цикл циркуляции раздаточного устройства 21 может управляться электронным контроллером 30 (не показан) и может работать непрерывно, с перерывами, по расписанию, до тех пор, пока раздаточный цикл не будет выполняться, или он может работать в выбранные моменты времени, например кратковременно до цикла раздачи. В результате этих модификаций в раздаточном устройстве 21 могут отсутствовать циркуляционные насосы 120/220, датчики 122/222 температуры и клапаны для продувки воды, поскольку они не являются необходимыми. В варианте, в котором используется вода при комнатной температуре, или вода с более низкой температурой, один рециркуляционный клапан и контур могут быть исключены, в частности, когда используется подача под действием силы тяжести.
В другом альтернативном варианте осуществления изобретения мешалка 56 раздаточного устройства 20 или 21 может быть удалена и/или дополнена с помощью быстрой и/или повторяющейся операции или использования контроллером 30 соленоида, двигателя или другого механизма внутри раздаточного устройства 20 или 21, такого как двигатель, который приводит в движение или фиксирует на месте карусель 50 или приводной винт 60. Эта операция создает вибрации в одном или более из множества сменных контейнеров 44 для чая и будет освобождать их при засорении или застревании содержащегося в них материала.
Хотя изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и в предшествующем описании, его следует рассматривать как иллюстративное, а не ограничивающее по своему характеру, при этом следует принимать во внимание, что был показан и описан только предпочтительный вариант осуществления изобретения и что желательно, чтобы все эквиваленты, изменения и модификации, которые соответствуют духу изобретений, описанных в данном документе и/или последующей формуле изобретения, были защищены. Следовательно, надлежащий объем настоящего изобретения должен определяться только самой широкой интерпретацией формулы изобретения, чтобы охватывать все такие модификации, а также все отношения, эквивалентные тем, которые проиллюстрированы на чертежах и описаны в данном описании.
1. Раздаточное устройство для выдачи заданного объема воды при заданной температуре в ожидающую емкость пользователя, содержащее:
линию для воды, предназначенную для приема воды из источника воды;
первый накопительный резервуар для хранения воды при первой предварительно заданной температуре, причем первый накопительный резервуар имеет первый впускной патрубок для приема воды, первый датчик температуры, первый выход, имеющий первый насос, и первый нагреватель для поддержания воды в первом накопительном резервуаре при первой предварительно заданной температуре;
второй накопительный резервуар, отдельный от первого накопительного резервуара, для хранения воды при второй температуре, отличной от первой предварительно заданной температуры, причем второй накопительный резервуар имеет второй впускной патрубок, второй датчик температуры и второй выход, имеющий второй насос;
первый рециркуляционный клапан, сообщенный по текучей среде с первым выходом, при этом первый рециркуляционный клапан выполнен с возможностью выборочного направления воды из первого выхода в первый рециркуляционный контур, возвращающий воду в первый накопительный резервуар, или первую линию для раздачи воды;
патрубок для раздачи воды, сообщенный по текучей среде с первой линией для раздачи воды и со второй линией для раздачи воды, соединенной со вторым выходом, при этом патрубок для раздачи воды выполнен с возможностью раздачи воды из первого накопительного резервуара и второго накопительного резервуара в емкость;
первый расходомер, расположенный между первым выходом и патрубком для раздачи воды и сообщенный по текучей среде с водой из первого накопительного резервуара;
второй расходомер, расположенный между вторым выходом и патрубком для раздачи воды и сообщенный по текучей среде с водой из второго накопительного резервуара;
электронный контроллер для приема входных данных от первого датчика температуры, второго датчика температуры, первого расходомера и второго расходомера, а также управления первым насосом, вторым насосом и первым рециркуляционным клапаном для рециркуляции воды в первый накопительный резервуар и во второй накопительный резервуар, и последующей раздачи заданного объема воды через патрубок для раздачи воды.
2. Раздаточное устройство по п. 1, в котором первая предварительно заданная температура превышает вторую температуру.
3. Раздаточное устройство по п. 2, в котором первая предварительно заданная температура по меньшей мере на 20 градусов по Фаренгейту выше второй температуры.
4. Раздаточное устройство по п. 2, в котором первая предварительно заданная температура составляет от 202 до 212 градусов по Фаренгейту.
5. Раздаточное устройство по п. 2, в котором заданная температура выше второй температуры и ниже первой предварительно заданной температуры.
6. Раздаточное устройство по п. 1, в котором вторая температура является комнатной температурой.
7. Раздаточное устройство по п. 1, в котором источник воды представляет собой линию подачи воды под давлением.
8. Раздаточное устройство по п. 1, которое дополнительно содержит средство для определения температуры кипения воды и регулирования первой предварительно заданной температуры.
9. Раздаточное устройство по п. 8, в котором средство для определения температуры кипения воды и регулирования первой предварительно заданной температуры содержит барометр.
10. Раздаточное устройство по п. 1, в котором первый выход дополнительно включает в себя первый выпускной клапан, а второй выход дополнительно включает в себя второй выпускной клапан, причем каждый из первого выпускного клапана и второго выпускного клапана выборочно управляется электронным контроллером.
11. Раздаточное устройство по п. 1, в котором первый насос и второй насос являются насосами с регулируемой скоростью.
12. Раздаточное устройство по п. 1, в котором первый рециркуляционный клапан содержит два или более отдельных клапанов.
13. Раздаточное устройство по п. 1, которое дополнительно содержит раздаточный клапан, управляемый электронным контроллером для закрытия патрубка для раздачи воды.
14. Раздаточное устройство по п. 1, в котором второй накопительный резервуар включает в себя второй нагреватель для поддержания воды во втором накопительном резервуаре при второй температуре.
15. Раздаточное устройство по п. 14, в котором вторая температура выше 90 градусов по Фаренгейту.
16. Раздаточное устройство по п. 1, которое дополнительно содержит второй рециркуляционный клапан, соединенный со вторым выходом, при этом второй рециркуляционный клапан выполнен с возможностью выборочного направления воды из второго выхода во второй рециркуляционный контур, возвращающий воду во второй накопительный резервуар, или вторую линию раздачи воды, причем второй рециркуляционный клапан управляется электронным контроллером.
17. Раздаточное устройство по п. 16, в котором второй рециркуляционный клапан содержит два или более отдельных клапанов.
18. Раздаточное устройство по п. 1, в котором по меньшей мере один патрубок из первого впускного патрубка и второго впускного патрубка сообщен по текучей среде с линией для воды.
19. Способ работы раздаточного устройства, имеющего первый накопительный резервуар и второй накопительный резервуар, для выдачи заданного объема воды при заданной температуре в ожидающую емкость пользователя, включающий:
по меньшей мере частичное заполнение первого накопительного резервуара посредством электронного открытия первого впускного клапана для воды, соединенного с линией подачи воды под давлением, и второго накопительного резервуара посредством электронного открытия второго впускного клапана для воды, соединенного с линией подачи воды под давлением;
нагрев и периодическую рециркуляцию воды в первый накопительный резервуар с использованием первого нагревателя и первого насоса, первого рециркуляционного клапана и первого рециркуляционного контура до тех пор, пока первый датчик температуры не определит, что температура воды, содержащейся в первом накопительном резервуаре, соответствует первой предварительно заданной температуре;
нагрев и периодическую рециркуляцию воды во второй накопительный резервуар с использованием второго нагревателя и второго насоса, второго рециркуляционного клапана и второго рециркуляционного контура до тех пор, пока второй датчик температуры не определит, что температура воды, содержащейся во втором накопительном резервуаре, соответствует второй предварительно заданной температуре;
электронное вычисление с использованием температуры, сообщенной первым датчиком температуры и вторым датчиком температуры, объема воды, который должен быть выдан из первого резервуара (V1) и второго накопительного резервуара (V2), чтобы выдать заданный объем воды при заданной температуре в ожидающую емкость пользователя;
электронное приведение в действие первого рециркуляционного клапана для направления воды из первого насоса через первый расходомер к патрубку для раздачи воды;
работу первого насоса и прием первых электронных сигналов от первого расходомера для подачи объема V1 воды из первого накопительного резервуара через патрубок для раздачи воды в емкость пользователя;
электронное приведение в действие второго рециркуляционного клапана для направления воды из второго насоса через второй расходомер к патрубку для раздачи воды; а также
работу второго насоса и прием вторых электронных сигналов от второго расходомера для подачи объема V2 воды из второго накопительного резервуара через патрубок для раздачи воды в емкость пользователя.
20. Способ по п. 19, в котором упомянутая работа первого насоса и упомянутая работа второго насоса происходят, по меньшей мере частично, в одно и то же время.
21. Способ по п. 19, в котором объем V1 и объем V2 суммируются до заданного объема.
22. Способ по п. 19, который дополнительно включает этапы рециркуляции воды во второй накопительный резервуар с использованием второго насоса, второго рециркуляционного клапана и второго рециркуляционного контура непосредственно перед упомянутой работой второго насоса.
23. Способ по п. 22, который дополнительно включает этапы рециркуляции воды в первый накопительный резервуар с использованием первого насоса, первого рециркуляционного клапана и первого рециркуляционного контура непосредственно перед указанной работой первого насоса.
24. Способ по п. 19, в котором по меньшей мере один клапан из первого рециркуляционного клапана и второго рециркуляционного клапана содержит два или более отдельных клапанов.
