用于在低壓下制備飲料的機器及所述機器的操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及制備芳香飲料如例如濃縮咖啡類型的咖啡的機器領(lǐng)域，特別地涉及在能量條件下所述機器的自動操作，即無需連接外部能源，比如例如電能配電網(wǎng)。
[0002]本發(fā)明進一步涉及用于制備飲料的機器的操作方法，其具有在能量條件下自動操作的可能性。
【背景技術(shù)】
[0003]用于制備芳香飲料比如例如濃縮咖啡類型的咖啡和類似飲料的大多數(shù)機器是基于由外部能源供應電能來操作的，所述外部能源典型地為固定的電力配電網(wǎng)的形式。該類型機器其由固定的電力網(wǎng)自動操作的可能性，實現(xiàn)了一些用于某些類型的便攜式用途的優(yōu)點。
[0004]在這個意義上，在與由外部能源自動操作的所述類型的機器有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中，已知幾種解決方案，包括便攜式機器(例如，US 6，123，010)，和包括所述類型的機器的手動小推車(例如，CH 699674 A2)。在所有這些情形中，在使用各個儲能裝置(具體為例如電池或類似裝置)中可利用能量之后，在再次能夠使用所述機器之前必須對這些機器充電。這種直到電池再次被最小充電的操作中斷造成了使用限制。用充好電的電池代替電量用盡電池的選擇(例如，W0 2012/046516 A1)增加了機器的成本或其使用效果。
[0005]還已知具有在不同電壓(最終復式電壓)下操作的至少一些能量消耗元件的機器，取決于該機器是否處于使用所述存儲設(shè)備(典型地在低壓直流電(DC)下)的操作方式中，或連接外部電壓源(典型地供應220V或110V的交流電(AC))。在這個意義上，現(xiàn)有技術(shù)中已知的機器被提供用于給定的額定電壓下操作，即它們需要改變元件以便在具有不同配電網(wǎng)的標準電壓的場所操作。文件EP 1460353 A2公開了一直在230V AC下操作的機器，其具有當基于電池操作時提高電壓至該水平的換流器。由于所述換流器整合在便攜式機器中，這種解決方案具有較低的能量效率和較大的重量。文件W0 2006/102980 A1提出分別在低壓和來自配電網(wǎng)的額定電壓下啟動的兩個加熱設(shè)備。該類型的解決方案造成機器中有數(shù)量較大的和復雜的元件。
[0006]除了前述方面之外，當處于自動操作模式時可以在可接受的壓力和溫度條件下制備最少數(shù)量的飲料的機器非常重要。考慮到高電功率的需求，特別是流體加壓和流體加熱裝置對其的需求，已知的機器不能連續(xù)地以自動操作模式提供制備最少數(shù)量至少六次濃縮咖啡類型的咖啡，優(yōu)選地至少十二次濃縮咖啡類型的咖啡，或同等的能量服務。
[0007]考慮到具有不同類型的供應電壓且沒有元件副本的機器的操作靈活性，及后續(xù)重量和成本增加，以及考慮到在根據(jù)本文中考慮類型的飲料制備機器中能源的最優(yōu)化管理，以便最優(yōu)化使用能量儲存裝置提供的能量，前述文件中沒有一篇公開一種解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目標是提供用于制備飲料的機器，其具有采用內(nèi)部能源操作的可能性，并且在內(nèi)部能源不可利用的情況下，具有在連接至外部能源之后立即制備飲料的可能性，在外部能源的情況下包括具有較高的電壓或非較高的電壓。
[0009]根據(jù)權(quán)利要求1實現(xiàn)了這一目標。
[0010]特別地，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，利用具有能量分布、使用和控制裝置的機器解決了所述目的，提供所述裝置以使它們僅在低壓下使用電力和以使它們可以在可操作地連接內(nèi)部能源或外部能源，或者可選地同時連接內(nèi)部能源和外部能源下操作。
[0011]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，提供所述機器中所有的電能消耗設(shè)備，以使它們僅在小于50V，優(yōu)選地在24V至36V之間，優(yōu)選地在直流下使用電力。因此，所述飲料制備機器的能量供應有利地由具有高能量效率的內(nèi)部能源提供，包括以如下方式利用來自所述內(nèi)部能源的直接能量供應到電能消耗設(shè)備:更好的安全條件和更少的總重量和成本，包括避免了所述機器電能消耗設(shè)備重復的結(jié)果，并且其中主要電能消耗設(shè)備的操作電壓適于制備多種濃縮咖啡類型的飲料或類似飲料。
[0012]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，根據(jù)本發(fā)明的機器具有提供的能量管理裝置，以使其可以鑒別(包括識別和/或表征)優(yōu)選地至少在飲料制備時期期間的每個連續(xù)時刻中，來自所述內(nèi)部和/或外部能源的能量的可利用性。
[0013]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，提供所述能量管理裝置以使其可以確定何時由所述內(nèi)部能源或所述外部能源或同時由兩種類型的能源提供給電能消耗設(shè)備和/或提供給哪個電能消耗設(shè)備。
[0014]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，提供所述能量管理裝置，以使其可以確定能量供應周期的順序和這些供應周期之間的間隔，以及改變至少一些所述電能消耗設(shè)備的操作參數(shù)，所述電能消耗設(shè)備包括流體加壓裝置和流體加熱裝置。
[0015]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，提供所述能量管理裝置，以使其在每種飲料制備循環(huán)期間可以將提供給所述電能消耗設(shè)備的平均功率值限定為最大450W，優(yōu)選地最大350W。
[0016]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，所述電能消耗設(shè)備包括流體加壓裝置和流體加熱裝置，并且其中其操作參數(shù)是相同的，與所述外部能源提供的電壓值無關(guān)。
[0017]與本發(fā)明的第一個目標有關(guān)的另一個目標是提供在具有不同電能配電網(wǎng)的電壓的場所不需要更換元件的機器。就是說，機器的主要元件具有類似的配置和額定操作參數(shù)，與外部能源(特別是固定類型的配電網(wǎng))所提供的額定電壓值無關(guān)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，利用如下機器解決了該目標，其至少暫時性具有連接至外部能源的變壓裝置，包括將較高電壓的交流電(例如，230V AC)轉(zhuǎn)變成低壓的直流電(例如36V DC)的情形，其中所述變壓裝置是相同的，與使用的所述外部能源提供的額定電壓無關(guān)?？蛇x地，所述機器可以最終利用所述變壓裝置連接低壓外部能源。
[0019]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，利用變壓裝置確保利用連接不同額定電壓的外部能源所提供的電能，特別地，提供至少暫時性設(shè)置在外部能源和機器的低壓元件之間的線路中的變壓裝置。
[0020]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，當操作上連接時，所述變壓裝置被提供在機器機箱外部，優(yōu)選地在相應的機箱中，并且具有連接至所述機器的裝置，包括利用電線或無線連接。
[0021]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，所述變壓裝置是大的入口間隔電壓裝置。
[0022]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，所述變壓裝置具有的額定功率為至多600W，優(yōu)選地至多450W。
[0023]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，所述內(nèi)部能源以能量儲存裝置的形式提供，其具有的額定的能量儲存容量和放電容量足夠制備至少六次、優(yōu)選地至少十二次、更優(yōu)選地至少十八次20至50ml、溫度要求在80°C至100°C之間，且壓力為至少8bar的飲料或具有同等能量服務數(shù)量的飲料。
[0024]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，所述能量儲存裝置具有120Wh、優(yōu)選地80Wh的最大額定儲存容量，和至少5C、優(yōu)選地至少10C的放電容量。
[0025]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，所述外部能源包括具有電壓高于50V的配電網(wǎng)，和具有任何電壓且提供以使其可以操作上連接機器的能量產(chǎn)生和/或存儲裝置。
[0026]本發(fā)明的另一個目標是提供一種能夠最優(yōu)化使用可用能源的方法，特別地考慮到所述機器制備飲料的基本上不間斷地可利用性和使內(nèi)部能源的充電時間最小化。
[0027]利用如下方法實現(xiàn)該目的，根據(jù)該方法，一旦開啟機器，能量管理裝置鑒別(包括利用識別和/或表征)所述至少一個內(nèi)部能源和所述至少一個外部能源的能量的可利用性，和通過機器中提供的能量消耗元件能量需求，并確定向能量消耗設(shè)備和/或所述至少一個內(nèi)部能源供應電能，其中在所述內(nèi)部能源不可利用的情況下，則所述能量管理裝置確定利用所述至少一個外部能源向所述能量消耗設(shè)備進行能量供應，優(yōu)選地只向所述能量消耗設(shè)備進行能量供應。
[0028]因此，結(jié)果是通過所述至少一個外部能源提供給所述能量消耗設(shè)備能量供應，優(yōu)選地只向這些能量消耗設(shè)備提供能量供應，從而提供在機器和所述至少一個外部能源之間建立功能聯(lián)系之后不久、優(yōu)選地就在建立功能聯(lián)系之后制備飲料的可能性，并且從而使所述內(nèi)部能源充電所需時間段最短，而且不會影響所述機器在所述時間期間制備飲料的可利用性。
[0029]而且，根據(jù)本發(fā)明的方法，所述能量管理裝置確定由所述外部能源供應能量，至少直到達到所述至少一個內(nèi)部能源的給定充電水平。優(yōu)選地，當將機器連接到所述外部能源時，保持由所述外部能源供應能量。
[0030]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述方法進一步包括其中所述能量管理裝置確定在沒有正請求或制備飲料的時間期間向所述至少一個內(nèi)部能源供應能量的步驟，從而使所述內(nèi)部能源充電所需的時間期間最短，而不會影響該機器在此時間期間制備飲料的可利用性。
[0031]根據(jù)另一個優(yōu)選的方案，所述能量管理裝置確定同時向所述能量消耗設(shè)備和所述至少一個內(nèi)部能源供應能量。
[0032]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，所述能量管理裝置確定當外部能源可利用時，甚至在所述至少一個內(nèi)部能源達到最大能量級之后，由外部能源提供給所述能量消耗設(shè)備能量供應。
[0033]根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，向所述至少一個內(nèi)部能源的能量供應是利用調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號進行的，從而提供基本上恒定的充電電流，直到達到給定電壓值，其中保持所述電壓值直到所述充電電流低于給定的，優(yōu)選地低于之前定義的、參考的電壓值的。
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