ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЧАЯ Российский патент 2016 года по МПК A47J31/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к электрическим устройствам для приготовления чая и, более конкретно, к полуавтоматическому устройству для приготовления чая.

Предпосылки изобретения

WO 2009/109011-A1 (Siu) раскрывает полуавтоматическое устройство для приготовления чая. Устройство для приготовления чая может нагревать воду, содержащуюся в емкости, до разных выбираемых пользователем температур заваривания, приглашать пользователя начинать процесс заваривания чая (посредством опускания листьев чая в воду), когда вода находится при выбранной температуре, указывать на завершение процесса заваривания чая по истечению выбранного пользователем времени заваривания, и затем поддерживать воду при температуре питья, которая ниже температуры заваривания.

Хотя устройство для приготовления чая в соответствии с WO'011 может обеспечивать приготовление чая или, по меньшей мере, обеспечивать достаточную степень контроля пользователем за процессом заваривания чая, его функциональные возможности оставляют желать лучшего.

Следовательно, целью настоящего изобретения является устранение одного или более недостатков, относящихся к устройству для приготовления чая в соответствии с WO'011, как подробно описано ниже.

Краткое описание настоящего изобретения

Первый недостаток устройства для приготовления чая в соответствии с WO'011, относится к его работе непосредственно после процесса нагрева воды до заданной температуры заваривания. Когда вода в емкости устройства для приготовления чая достигает своей температуры заваривания, предупредительный сигнал или индикатор позволяет пользователю знать, что пора добавить чай в воду. Однако пользователь может быть занят в данный момент или иначе не может отреагировать на предупредительный сигнал или индикатор. Устройство для приготовления чая в соответствии с WO'011 не обеспечивает конкретную реакцию для управления такой ситуацией. В случае если бы устройство для приготовления чая прекратило нагревать воду после предупреждения пользователя, пользователь, который медленно реагирует, может остаться с водой, которая является слишком холодной для надлежащего заваривания чая. С другой стороны, в случае если бы устройство для приготовления чая продолжало бесконечно нагревать воду, это никогда бы не прекратило потребление электроэнергии, даже если мысль о заваривании чая была надолго забыта пользователем.

Для устранения данной проблемы первый аспект настоящего изобретения относится к устройству для приготовления чая, которое содержит отделение для воды, фильтр для чая, который, по меньшей мере, может частично вставляться в отделение для воды, нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева воды, содержащейся в отделении для воды, датчик температуры, выполненный с возможностью генерации опорного сигнала, отображающего температуру воды, содержащейся в упомянутом отделении для воды, датчик присутствия фильтра для чая, выполненный с возможностью определения вставки фильтра для чая в отделение для воды, средство уведомления пользователя, и контроллер, который функционально соединен с нагревательным элементом, датчиком температуры, датчиком присутствия фильтра для чая и средством уведомления. Контроллер выполнен с возможностью нагрева воды, содержащейся в отделении для воды, в соответствии с заданной кривой температуры/времени, которая, по меньшей мере, частично ограничена начальной температурой настаивания, определения того, что была ли нагрета вода до начальной температуры настаивания в соответствии с заданной кривой температуры/времени, уведомления пользователя с помощью средства уведомления о том, что вода была нагрета до начальной температуры настаивания в соответствии с кривой температуры/времени, и что настаивание может начинаться посредством вставки фильтра для чая в отделение для воды, и при уведомлении пользователя о том, что необходимо вставить фильтр, поддерживания температуры воды в пределах определенного диапазона начальной температуры настаивания до тех пор, пока или не истечет заданный период ожидания, или вставка фильтра для чая не будет определена упомянутым датчиком присутствия фильтра для чая в течение упомянутого периода ожидания.

Устройство для приготовления чая может, таким образом, поддерживать воду при или близкой к, т.е., предпочтительно в пределах 5°C, выбранной начальной температуре настаивания в течение определенного периода ожидания, начиная с момента времени, когда устройство для приготовления чая уведомляет пользователя о том, что фильтр для чая (содержащий листья чая), может быть вставлен в отделение для воды для начала настаивания. Период ожидания предпочтительно может быть не слишком длительным и обеспечивает то, чтобы устройство для приготовления чая эффективно отключалось, если про него случайно забыли. С другой стороны, период ожидания предпочтительно также может быть не слишком коротким, позволяя пользователю возобновлять процесс заваривания чая даже после временного выполнения других дел. Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления период ожидания, в течение которого контроллер выполнен с возможностью поддержания температуры воды в определенном диапазоне начальной температуры настаивания, может быть не более 60 и предпочтительно не более 30 минут, например, 5-15 минут. Контроллер может содержать таймер или счетчик обратного действия для слежения за истечением периода ожидания. По истечению периода ожидания без предварительного определения вставки фильтра для чая, контроллер может выключить нагревательный элемент для прекращения дальнейшего нагрева воды и/или полностью отключить устройство для приготовления чая.

Второй недостаток устройства для приготовления чая в соответствии с WO'011 состоит в том, что пользователь может случайно или умышленно «переполнить» емкость водой. В таком случае уровень воды может достигать основания носика, соединенного с отделением для воды, или даже выше. В частности, когда температура установлена на температуру кипения воды, т.е., обычно 100°C, из носика могут, по существу, разбрызгиваться капельки кипящей воды во время нагрева. Впоследствии разлив чая из переполненной емкости может дополнительно привести к неравномерному потоку выплескиваемой жидкости. Как разбрызгивание, так и выплескивание горячего чая может вызвать ожоги, что очевидно является нежелательным.

Для устранения этой проблемы контроллер устройства для приготовления чая может быть выполнен с возможностью определения во время нагрева воды до начальной температуры настаивания увеличения температуры воды через определенный интервал времени нагрева и определения, используя упомянутое увеличение температуры, продолжительность наблюдаемого интервала времени нагрева и данные, относящиеся к удельной теплоемкости воды и рассеиваемой энергии нагревательного элемента, количества воды, содержащейся в отделении для воды, сравнения определенного количества воды с максимальным опорным значением количества воды, и если определенное количество воды превышает максимальное опорное значение количества воды, прекращения нагрева воды.

Количество тепла/энергии Q, необходимой для увеличения температуры массы m килограммов воды на ∆T градусов Цельсия зависит от удельной теплоемкости c воды, которая составляет 4,18 Дж/г°C. Время ∆t, которое необходимо для нагрева массы воды на ∆T градусов Цельсия дополнительно зависит от рассеиваемой энергии P нагревательного элемента, используемого для подачи тепла. Математически отношение между этими переменными может быть выражено как

Q = P·∆t = c·m·∆T (1)

Контроллер устройства для приготовления чая может быть запрограммирован, зная значения P и c. Используя внутренний таймер для осуществления контроля за истечением характерного периода времени ∆t нагрева, например 10-50 секунд, и измеряя увеличение температуры ∆T воды, которое происходит во время этого периода нагрева, при помощи датчика температуры, контроллер может рассчитывать количество воды, содержащейся в отделении для воды, или в единицах массы (например, килограммах), единицах объема (например, литрах, получаемых из m путем деления его на плотность воды на литр), или в любых других подходящих единицах. Затем, контроллер может сравнивать рассчитанное количество воды с предварительно запрограммированным опорным значением, которое представляет собой максимальное конкретное количество воды в отделении для воды, которое может быть безопасно нагрето и разлито. Если контроллер определяет, что количество воды, содержащейся в отделении для воды, превышает безопасный максимум, он может прекратить нагрев воды и уведомить пользователя.

Вместо или в дополнении к защите от перелива устройство для приготовления чая в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя защиту от недолива. В конечном счете, в случае с ситуацией с недоливом емкости устройство для приготовления чая может повредиться в результате перегрева нагревательного элемента, который не может отдавать свое тепло.

В одном варианте осуществления устройства для приготовления чая контроллер, таким образом, может быть выполнен с возможностью определения во время нагрева воды до начальной температуры настаивания увеличение температуры воды через определенный интервал времени нагрева и определения, используя упомянутое увеличение температуры, продолжительность наблюдаемого интервала времени нагрева и данные, относящиеся к удельной теплоемкости воды и рассеиваемой энергии нагревательного элемента, количества воды, содержащейся в отделении для воды, сравнения определенного объема воды с максимальным опорным значением объема воды, и если определенный объем воды меньше минимального опорного значения объема воды, прекращения нагрева воды.

Третий недостаток устройства для приготовления чая в соответствии с WO'011 относится к способу, с помощью которого оно нагревает воду до выбранной температуры заваривания. При выборе температуры заваривания ниже 100°C (212°F) вода нагревается до выбранной температуры без ее кипячения. Регулирование температуры воды с помощью термореле предотвращает воду в емкости от превышения температуры заваривания.

Известно, что кипячение воды для чая в течение слишком длительного времени может уменьшить содержание кислорода в воде. Поскольку кислород, растворенный в воде, может считаться важным для проявления чаем своего полного вкуса, не рекомендуется использовать воду, которая кипела слишком долго, для заваривания чая. Однако во многих частях мира не рекомендуется использовать некипяченую воду из-за возможного содержания в воде болезнетворных микробов. Кроме того, использование некипяченой воды может привести к всплыванию чаинок в верхней части чашки свежезаваренного чая.

Для устранения этих проблем кривая температуры/времени в соответствии с которой должна нагреваться вода, может быть ограничена и включать в себя короткий период кипячения воды для достижения начальной температуры настаивания. При выполнении упомянутой кривой температуры/времени контроллер затем может нагревать воду до точки ее кипения до уведомления пользователя о том, что вода была нагрета до начальной температуры настаивания. Короткий период, в течение которого температура воды поддерживается при точке ее кипения, обычно может находиться в диапазоне 1-30 секунд.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения контроллер может быть выполнен с возможностью начала отсчета заданного времени настаивания после определения вставки фильтра для чая в отделение для воды и по истечению упомянутого времени настаивания управления средством уведомления для уведомления пользователя о том, что настаивание завершено, и чай готов для потребления.

При определении контроллером вставки фильтра для чая в отделение для воды, фаза нагрева процессов заваривания чая завершается, и начинается фаза настаивания. Фаза настаивания может иметь заранее определенный период времени для конкретного типа чая, в данном документе, названный временем настаивания, который может быть рассчитан контроллером. По истечению времени настаивания процесс заваривания чая завершен, и чай готов для потребления.

Из вышеупомянутого следует понимать, что начальная температура настаивания является температурой воды в отделении для воды в начале фазы настаивания. Известно, что оптимальные (начальные) температуры настаивания могут изменяться для разных типов чая. Черный чай, например, предпочтительно может завариваться при температуре воды близкой к 100°C, в то время как зеленый чай может лучше всего завариваться при температуре в диапазоне 70-80°C. Последствием этих относительно высоких температур является то, что свежезаваренный чай в конце процесса настаивания может быть относительно горячим, часто слишком горячим для питья. Для обеспечения возможности пить готовый свежезаваренный чай контроллер устройства для приготовления чая предпочтительно может быть выполнен, чтобы не нагревать воду во время настаивания. То есть от момента, когда фильтр для чая вставлен в отделение для воды, и начинается настаивание чая, контроллер предпочтительно может не нагревать воду до тех пор, пока не истечет заданное время настаивания. Это обеспечивает незначительное охлаждение воды во время настаивания, так что в конце процесса настаивания заваренный чай имеет температуру, которая является температурой безопасного и приятного питья, или, по меньшей мере, близкой к ней. Другим преимуществом удержания от нагревания во время фазы настаивания является то, что маловероятно, что сахар, содержащийся в чае, будет карамелизоваться на нагретых частях устройство для приготовления чая.

Следует отметить, что хотя функции защиты от недолива и перелива были описаны в контексте устройства для приготовления чая, которое выполнено с возможностью поддержания воды при или близкой к начальной температуре настаивания до начала фазы настаивания, эти функции могут быть осуществлены в устройствах для приготовления чая без последней функции.

Соответственно, понятно, что настоящий текст также раскрывает устройство для приготовления чая, содержащее отделение для воды, нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева воды, содержащейся в отделении для воды, датчик температуры, выполненный с возможностью генерации опорного сигнала, отображающего температуру воды, содержащейся в упомянутом отделении для воды, и контроллер, который функционально соединен с нагревательным элементом и датчиком температуры. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения во время нагрева воды до начальной температуры настаивания, увеличения температуры воды через определенный интервал времени нагрева и определения, используя упомянутое увеличение температуры, продолжительность наблюдаемого интервала времени нагрева и данные, относящиеся к удельной теплоемкости и рассеиваемой энергии нагревательного элемента, количества воды, содержащейся в отделении для воды. В устройстве для приготовления чая, отличающемся функцией защиты от перелива, контроллер может дополнительно быть выполнен с возможностью сравнения определенного количества воды с максимальным опорным значением количества воды, и если определенное количество воды превышает максимальное опорное значение количества воды, прекращения нагрева воды. В устройстве для приготовления чая, отличающемся функцией защиты от недолива, контроллер может в качестве альтернативы или дополнительно быть выполнен с возможностью сравнения определенного объема воды с минимальным опорным значением объема воды, и если определенный объем воды меньше минимального опорного значения объема воды, прекращения нагрева воды. Устройство для приготовления чая, включающее в себя функции защиты от недолива и/или перелива, может объединять в себе любые признаки или варианты осуществления устройства для приготовления чая, описанные в данном тексте.

Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из нижеследующего подробного описания конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения вместе с сопроводительными чертежами, которые предназначены для иллюстрации, не для ограничения настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематичный вид в разрезе сбоку примера устройства для приготовления чая в соответствии с настоящим изобретением, включающего в себя емкость и основание с электропитанием;

фиг.2 - схематичный перспективный вид с пространственным разделением элементов основания с электропитанием устройства для приготовления чая на фиг.1, иллюстрирующий его многослойную конструкцию;

фиг.3 - схематичный вид сверху основания с электропитанием устройства для приготовления чая на фиг.1, иллюстрирующий его панель пользовательского интерфейса;

фиг.4 - схематичный вид в разрезе сбоку емкостной кнопки панели интерфейса (фиг.4A) и проекционного дисплея панели интерфейса (фиг.4B);

фиг.5 - таблица, схематично иллюстрирующая на видах в разрезе сбоку емкостных кнопок и проекционного дисплея панели интерфейса, разные конструктивные варианты осуществления в случае использования деревянного верхнего слоя; и

фиг.6 - график, иллюстрирующий ряд кривых температуры/времени, которые могут быть связаны с символами процесса заваривания на панели пользовательского интерфейса на фиг.2.

Подробное описание

Фиг.1 - схематичный вид в разрезе сбоку примера устройства 100 для приготовления чая в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 100 для приготовления чая может содержать два основных соединяемых с возможностью съема элемента: емкость 200 и основание 300 с электропитанием.

Емкость 200 может включать в себя основной корпус 202. В варианте осуществления на фиг.1 основной корпус 202 изображен в виде элемента, окруженного единственной стенкой. Однако предполагается, что другой вариант осуществления устройства 100 для приготовления чая может отличаться емкостью 200, имеющей основной корпус 202, окруженный двумя стенками, в частности, для повышения теплоизоляции внутренней части емкости. В любом случае основной корпус 202 может содержать ручку 204 для обращения с ним. Ручка 204 может быть соединена с основным корпусом 202 через элемент 205 из теплоизоляционного материала для предотвращения чрезмерного нагрева ручки во время использования. Водонепроницаемая перегородка 208 может разделять внутреннюю часть емкости 200 на отделение 210 для воды и нижнее отделение 212. Отделение 210 для воды может проходить между верхней частью емкости 200 и водонепроницаемой перегородкой 208, тогда как нижнее отделение 212 может проходить между водонепроницаемой перегородкой и нижней стороной емкости. Гибкая перемычка 209, например, относительно тонкая кольцевая пластина из металла может быть использована для соединения, например, посредством сварки, водонепроницаемой перегородки 208 с внутренней стороной или стенкой основного корпуса 202 для обеспечения теплового расширения и/или сжатия разных частей во время работы.

Отделение 210 для воды может быть доступно через центральное отверстие 214 на верхней стороне емкости 200, которое закрывается при помощи соединенной шарнирно или съемной крышки 220. Емкость 200 может также содержать носик 206, который позволяет выливать воду из отделения 210 для воды.

Отверстие 214 может быть образовано для вмещения съемного фильтра 216 для чая, который может включать в себя, по меньшей мере, частично проницаемую для жидкости, например, сетчатую корзинку 217, которую можно опускать в отделение 210 для воды. Корзинка 217 может быть выполнена из любого подходящего материала, но предпочтительно выполнена из нержавеющей стали. Сетка или альтернативные проницаемые для жидкости элементы корзинки 217 могут быть достаточно мелкими для удержания листьев чая во время настаивания и, например, включают в себя отверстия, имеющие диаметр в диапазоне 0,1-0,5 мм. Фильтр 216 может также быть оснащен постоянным магнитом 218, который может быть закреплен на нижней части корзинки 217 или встроен в нее. Это может обеспечить определение присутствия магнита 218 и, следовательно, присутствия фильтра 216 для чая в отделении 210 для воды при помощи герметизированного магнитоуправляемого контакта 226, расположенного в нижнем отделении 212.

Нижнее отделение 212 может вмещать, например, дугообразный электрический нагревательный элемент 222, который может быть закреплен на нижней стороне перегородки 208, которая образует нижнюю часть отделения 210 для воды. Нагревательный элемент 222 может иметь выходную рассеиваемую мощность, подходящую для нагрева заполненного отделения 210 для воды в течение около 2-5 минут, например, 1-3 кВт. Для обеспечения передачи тепла от нагревательного элемента 222 воде в отделении 210 для воды перегородка 208 может быть выполнена из материала с хорошей теплопроводностью, такого как алюминий или медь, позволяя ей выполнять функцию рассеивателя тепла.

Перегородка 208 может включать в себя центральное отверстие, через которое датчик 224 температуры, например, NTC-термистор, проходит из нижнего отделения 212 в отделение 210 для воды. Уплотнение, например, силиконовое уплотнительное кольцо, может быть предусмотрено для обеспечения водонепроницаемости перегородки 208 в положении датчика температуры. В качестве альтернативы, датчик 224 температуры может быть расположен под/на нижней стороне перегородки 208 для измерения температуры в отделении 210 для воды через перегородку 208, таким образом, исключая необходимость в водонепроницаемом элементе.

Нижнее отделение 212 может дополнительно вмещать герметизированный магнитоуправляемый контакт 226, который выполнен с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом 218, расположенным на съемном фильтре 216 для чая или встроенным в него. Герметизированный магнитоуправляемый контакт 226 и магнит 228 могут быть расположены таким образом, что герметизированный магнитоуправляемый контакт приводится в действие магнитным полем магнита, когда фильтр 216 для чая расположен в емкости 200, наделяя его функцией датчика близости или, более конкретно, датчика присутствия фильтра для чая. Для обеспечения возможности определения фильтра 216 для чая, используя только единственный герметизированный магнитоуправляемый контакт 226 и единственный магнит 218, первый может быть закреплен на центральном участке водонепроницаемой перегородки 208, и второй может быть расположен в центральной нижней области корзинки 217. Это может привести к тому, что перестанет определяться угловое положение фильтра 216 для чая, в котором он расположен в отделении 210 для воды (угловое положение, если смотреть относительно центральной вертикально проходящей оси A устройства 100 для приготовления чая). В частности, когда герметизированный магнитоуправляемый контакт 226 закреплен на перегородке 208, он может быть заключен в теплоизоляционном кожухе, например, силиконовой трубке, который размещает его с достаточным зазором, как от перегородки, так и нагревательного элемента 222 для предотвращения перегрева.

Хотя магнит 218 и герметизированный магнитоуправляемый контакт 226 могут образовывать надежный и экономичный датчик присутствия фильтра для чая, предполагается, что альтернативный вариант осуществления устройства 100 для приготовления чая может включать в себя другой (т.е., немагнитный) тип датчика для определения вставки или размещения фильтра 216 для чая в отделении 210 для воды емкости 200, такой как оптический датчик, например, источник света в сочетании с фотодетектором, или механический датчик, например, реле давления. В принципе, может быть использован любой датчик, подходящий для указанной цели.

Центральная выемка 228 в нижней части емкости 200 может предоставлять доступ к участку 230a электрического, например, 5-полюсного соединителя 230 в емкости. Участок 230a соединителя 230 может быть установлен на нижней стороне перегородки 208 и выполнен для функционального зацепления с дополняющим участком 230b соединителя в основании с электропитанием. Когда емкость 200 расположена на основании 300 с источником питания, и два участка 230a, 230b соединителя находятся во взаимном зацеплении, сигналы мощности и данных могут обмениваться между основанием с электропитанием и емкостью через соединитель 230. Понятно, что все электрические элементы в емкости 200 (включая электрический нагревательный элемент 222, датчик 224 температуры и герметизированный магнитоуправляемый контакт 226) могут электрически соединяться с участком 230a в емкости электрического соединителя, но необходимые провода были исключены из чертежей для ясности.

Конструкция основания 300 с электропитанием лучше всего проиллюстрирована со ссылкой на фиг.1 и 2, причем последний изображает схематичный перспективный вид с пространственным разделением элементов основания с электропитанием, который иллюстрирует его в основном многослойную конструкцию.

Основание 300 с электропитанием может включать в себя основной корпус 302. В изображенном варианте осуществления основным корпусом 302 является обычно чашеобразная полученная литьем под давлением пластмассовая оболочка. Нижняя сторона основного корпуса 302 может быть выполнена для образования кольцевой выемки 304 для хранения шнура 306 питания. Для предотвращения выпадения намотанного и хранящегося шнура 306 питания из выемки 304 радиальный внутренний участок кольцевой выемки 304 может закрываться нижней крышкой 308, которая может быть закреплена на основном корпусе 302 за счет соединения винтами. Основной корпус 302 основания 300 с электропитанием может дополнительно включать в себя установочный плоский участок 310. Установочный плоский участок 310 может включать в себя расположенный в центре вертикальный кольцеобразный выступ 312, на который может быть установлен участок 230b в основании с электропитанием электрического соединителя 230. Более наружный участок по радиусу установочного плоского участка может поддерживать кольцеобразную печатную плату 320. Печатная плата 320 может механически поддерживать и электрически соединять ряд элементов, включающих в себя

- множество независимо управляемых первых средств 322 освещения, в частности, светоизлучающих диодов. Первые средства 322 освещения предпочтительно могут быть расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль окружности или иначе образованной траектории, окружающей центральное отверстие кольцеобразной печатной платы 320. Как будет объяснено ниже, первые средства 322 освещения могут взаимодействовать с кольцеобразным световодом 340, который расположен наверху печатной платы 320, для образования освещаемого кольцеобразного индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания панели 360 интерфейса устройства 100 для приготовления чая. Панель 360 интерфейса и индикатор 368 хода выполнения процесса лучше всего показаны на фиг.3. Светодиоды первых средств 322 освещения могут быть соединены и расположены на печатной плате 320, так что их свет 323, как показано на фиг.1, излучается в, по существу, радиальном направлении наружу, которое может быть, по существу, параллельно плоскости освещаемого кольцеобразного индикатора 368 хода выполнения процесса. Первые средства 322 освещения могут содержать светодиоды одного цвета или светодиоды множества цветов, возможно в виде многоцветных светодиодов. Пример осуществления устройства 100 для приготовления чая, изображенного на фиг.1-2, включает в себя двадцать четыре первых средства 322 освещения в виде светодиодов. Однако предполагается, что другие варианты осуществления устройства 100 для приготовления чая могут включать в себя разное, меньшее или большее, количество первых средств 322 освещения;

- множество емкостных датчиков 326, один для каждой емкостной кнопки 362 панели 360 интерфейса. В изображенном варианте осуществления емкостные датчики 326 изображены в виде емкостных катушек, один для каждой из восьми емкостных кнопок 362;

- множество независимо управляемых вторых средств 324 освещения, в частности светодиодов, расположенных рядом с емкостными датчиками 326 и выполненных с возможностью освещения соответствующих емкостных кнопок 362. В изображенном варианте осуществления два светодиода 324 расположены на противоположных сторонах каждого емкостного датчика 326;

- множество независимо управляемых третьих средств 328 освещения, в частности светодиодов, для освещения проекционного дисплея 370, который лучше всего показан на фиг.3. В изображенном варианте осуществления проекционный дисплей 370 включает в себя один двухсегментный и два семисегметных индикатора, которые вместе могут показывать числовые величины 0-199. В целом, третьи средства 328 освещения, таким образом, могут содержать шестнадцать светодиодов. Если проекционный дисплей включает в себя дополнительные индикации, например, «C»-индикация или «мин.»-индикация для температуры и времени, соответственно, каждая из этих дополнительных индикаций может содержать свои собственные специальные третьи средства освещения/светодиод (светодиоды);

- громкоговоритель 330 или другой подходящий электроакустический преобразователь, генерирующий звуковой сигнал для уведомления пользователя;

- центральный контроллер 332. Контроллер 332 может быть функционально соединен со всеми электрическими элементами в основании 300 с электропитанием, и когда емкость 200 расположена на основании с электропитанием таким образом, что два участка 230a, 230b соединителя находятся во взаимном зацеплении, упомянутый контроллер также может быть функционально соединен с электрическими элементами в нижнем отделении 210 емкости 200. Кроме того, контроллер 332 может обычно включать в себя процессор или интегральную схему, выполняющую конкретную программу или ряд команд, чтобы дать возможность ему осуществлять действия, описанные в данном тексте. Конструкция и использование интегральных схем хорошо известны в технике и не будут подробно описаны.

Как отчетливо видно на фиг.2, над печатной платой 320 может располагаться ряд кольцеобразных (т.е., имеющих центральное отверстие для окружения участка 230b в основании электрического соединителя 230), более или менее дискообразных элементов. В последовательности вверх эти элементы включают в себя световод 340, фокусирующую маску 350, прозрачный элемент 354, маскирующий слой 356 и диффузионный слой 358.

Световод 340 может содержать кольцо из пропускающего свет материала, такого как стекло или прозрачная пластмасса, например, поликарбонат или полиметилметакрилат (более известный как акриловое стекло или PMMA). Кольцо может иметь волнообразную или извилистую внутреннюю периферийную кромку 342 с рядом расположенных на равном расстоянии друг от друга проходящих радиально внутрь выступов 344, один для каждого из первых средств 322 освещения. В собранном состоянии радиально наиболее внутрь проходящие кромки или концы выступов 344 могут упираться в светоизлучающие поверхности первых средств 322 освещения, позволяя им вводить свет в световод 340. Верхняя самая наружная кромка световода может образовывать полоску 346 для выхода света. Чтобы позволить свету, введенному в светодиод 340 первыми средствами 322 освещения, выходить из световода через полоску 346 для выхода света, внешняя поверхность полоски может быть соответствующим образом обработана, например, посредством абразивного истирания, изгиба или надреза. Такая обработка может препятствовать общему внутреннему отражению на внешней границе поверхности полоски 346 и, таким образом, обеспечить передачу, по меньшей мере, части света, падающего на границу.

Фокусирующая маска 350, которая может иметь внутреннее отверстие, достаточно большое для окружения волновода 340, может включать в себя кольцо с рядом непрозрачных, например, окрашенных в черный цвет световых контейнеров 352, закрепленных на нем (см. также фиг.4A, B). Световой контейнер 352 может быть соединен или с емкостной кнопкой 362 или сегментным индикатором проекционного дисплея 370. Каждый из световых контейнеров 352, соединенный с емкостной кнопкой 362, обычно может быть выполнен в форме кожуха для образования световой камеры, в которой могут быть размещены как вторые средства 324 освещения, так и емкостной датчик 326 соответствующей кнопки (см. фиг.4A). Световые контейнеры 352, соединенные с проекционным дисплеем 370, могут содержать ряд, по существу, вертикально проходящих прорезей 353. Каждая из прорезей 353 может образовывать единственный сегмент 372 проекционного дисплея и единственным образом соединяться с одним или более из третьих средств 328 освещения (см. фиг.4B). Верхние кромки стенок световых контейнеров 352, в частности световых контейнеров, соединенных с проекционным дисплеем 370, могут проходить немного внутрь (показано на фиг.4B) для образования определенного отверстия на светоизлучающем конце светового контейнера 352, который способствует образованию конуса света, который может выходить из него. Фактически, такие проходящие внутрь кромки могут выполнять функцию маски и локально замещать маскирующий слой 356, который будет описан ниже. Световые контейнеры 352 могут быть относительно высокими, например, около 10 мм, для обеспечения того, чтобы свет, излучаемый вторыми и первыми средствами 324, 328 освещения на основании световых контейнеров в направлении, которое не является, по меньшей мере, приблизительно перпендикулярным к плоскости печатной платы 320, на которой они установлены, поглощался окрашенными в черный цвет стенками контейнеров.

Наверху фокусирующей маски 350 последовательно могут быть расположены прозрачный элемент 354, маскирующий слой 356 и диффузионный слой 358. Хотя на фиг.2 изображены эти элементы как отдельные части, они предпочтительно могут быть выполнены как одно целое. То есть прозрачный элемент 354 может использоваться в качестве механического держателя, на верхней стороне которого могут быть нанесены относительно тонкий маскирующий слой 356 и светорассеивающий слой 358 в этой последовательности.

Прозрачный элемент 354 может включать в себя кольцеобразный диск, выполненный из прозрачного и механически прочного материала, такого как стекло или поликарбонат. Диск может иметь толщину порядка миллиметров. Его верхняя сторона может быть покрыта тонким непрозрачным маскирующим слоем 356. Маскирующий слой 356 может иметь толщину порядка десятков микрометров и наноситься на прозрачный элемент при помощи известного способа покрытия, такого как трафаретная печать. В местоположениях, связанных с кольцеобразным индикатором 368 хода выполнения процесса заваривания, емкостными кнопками 362 и проекционным дисплеем 370, маскирующий слой 356 может содержать изображения 357 на прозрачной подложке, которые отдельно или группами образуют освещаемые символы 364, 366 или сегменты 372 панели 360 интерфейса. В изображенном варианте осуществления вся площадь маскирующего слоя, соединенного с проекционным дисплеем 370, является прозрачной (вместо множества площадей, каждая, соединенная с одним сегментом 372), что возможно, так как маскирующая функция проекционного дисплея 370 осуществляется проходящими внутрь верхними кромками стенок светового контейнера 352 дисплея (см. фиг.4B). Маскирующий слой 356, в свою очередь, может быть покрыт светорассеивающим слоем 358. Основной функцией светорассеивающего слоя 358 является функция проекционного экрана, на котором могут быть изображены рисунки маскирующего слоя 350 при освещении сзади вторыми и третьими средствами 324, 328 освещения, расположенными на печатной плате 320. Светорассеивающий слой 358 может дополнительно выполнять функцию износостойкого, предпочтительно водонепроницаемого лака. Для соответствия своим обоим назначениям светорассеивающий слой 358 может состоять из обычного лака, содержащего частицы светорассеивающего пигмента, например, диоксида титана или сульфата бария. Для обеспечения острых выступов и предотвращения полной непрозрачности светорассеивающий слой обычно может иметь толщину, менее чем около 0,1 мм.

В одном варианте осуществления устройства 100 для приготовления чая диффузионный слой 358 может быть выполнен из дерева. В таком варианте осуществления деревянный диффузионный слой обозначен ссылочной позицией 359. Дерево является натуральным материалом с успокаивающей аурой, который сочетается с натуральностью и культурой чая и, следовательно, может быть предпочтительным материалом. Однако дерево также является непрозрачным. На фиг.5A и 5C схематически показано, как символы 364, 366 емкостных кнопок 362, тем не менее, могут быть сделаны видимыми на панели 370 пользовательского интерфейса. Понятно, что хотя на фиг.5 изображена конструкция емкостных кнопок 362, это одинаково применимо к сегментам 372 проекционного дисплея 370 и другим индикаторам, таким как освещаемый индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания, на панели 360 пользовательского интерфейса. Деревянные диффузионные слои 359 на фиг.5A и 5C могут быть изготовлены как посредством получения пластины из дерева или деревянного шпона, например, имеющей толщину порядка миллиметров, так и селективного фрезерования или иначе уменьшения ее до толщины порядка нескольких десятых долей миллиметра, например, 0,1-0,4 мм в местоположениях, соответствующих освещаемым участкам символов 364, 366, сегментов 372 и/или индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания. При толщине десятых долей миллиметра дерево становится полупрозрачным, так что свет, излучаемый первыми, вторыми и/или третьими средствами 322, 324, 326 освещения, может светить через него, и дерево может выполнять функцию диффузионного слоя.

На фиг.5A толщина деревянной пластины была селективно уменьшена за счет удаления материала с передней или наружной ее стороны, в то время как на фиг.5C материал был удален с задней или внутренней стороны. Оба варианта осуществления обеспечивают преимущество в том, что диффузионный слой 359 остается закрытым слоем, не имеющим отверстий, через которые влага может иметь легкий доступ к основанию 300 с электропитанием. Однако если необходимо, чтобы диффузионный слой 359 имел гладкую или плоскую переднюю поверхность без прорезей или выемок, такую как в случае пользовательского интерфейса «мертвой панели», вариант осуществления на фиг.5C может быть предпочтительным.

Ссылаясь на многослойную конструкцию основания 300 с электропитанием, следует отметить, что в вариантах осуществления, содержащих деревянный диффузионный слой, маскирующий слой 356, изображенный на фиг.2, может быть исключен из конструкции устройства 100 для приготовления чая или расположен на другой стороне (т.е., нижней стороне) прозрачного элемента 354. В некоторых вариантах осуществления, в частности, в тех, которые не отличаются маскирующим слоем 356, расположенным на нижней или внутренней стороне деревянного диффузионного слоя 359, полупрозрачный белый слой может быть закреплен на задней стороне деревянного диффузионного слоя для улучшения видимости освещаемых символов 364, 366, сегментов 372 или индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания. Такой полупрозрачный белый слой может быть получен при помощи тампонной печати, покрытия лаком, трафаретной печати или иначе получен на задней стороне деревянного диффузионного слоя 359.

Сам прозрачный элемент 354 может быть изготовлен и закреплен на деревянном диффузионном слое 359 посредством формования со вставкой. В варианте осуществления на фиг.5C смола, используемая для процесса формования со вставкой, может, по меньшей мере, частично заполнять выемки на задней стороне деревянного диффузионного слоя 359 и, таким образом, обеспечивать механическую заднюю опору для его утоненных полупрозрачных участков.

Для сравнения фиг.5B изображает альтернативный вариант осуществления, который может быть выполнен в основном подобным способом, что и варианты осуществления на фиг.5A и 5C за исключением того, что (сквозные) отверстия или перфорации могут быть отфрезерованы в пластине из дерева. Конструкция на фиг.5B может также использоваться для символов 366, 364, сегментов 372 и/или индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания, но в основном может быть менее предпочтительной, поскольку небольшие отверстия трудно заполнить смолой во время формования со вставкой прозрачного элемента 354, так как воздух может улавливаться в полостях. Кроме того, следует понимать, что из-за отверстий деревянный верхний слой в конструкции на фиг.5B не может фактически использоваться в качестве диффузионного слоя. Это означает, что он является менее подходящим для создания пользовательского интерфейса «мертвой панели», поскольку отверстия в дереве будут видны на панели 360 интерфейса все время.

Фиг.3 - схематичный вид сверху основания 300 с электропитанием устройства 100 для приготовления чая, иллюстрирующий его панель 360 пользовательского интерфейса. Будет понятно из вышеупомянутого, что панель 360 пользовательского интерфейса может быть так называемой «мертвой панелью». То есть ее видимая поверхность не может включать в себя постоянные обозначения, и символы 364, 366, сегменты 372 и индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания, изображенные на фиг.3, могут быть видны только при активном освещении внутренними первыми, вторыми и третьими средствами 322, 324, 328 освещения. Соответственно, панель 360 пользовательского интерфейса может оказаться пустой в случае, когда устройство 100 для приготовления чая отключено от электросети.

Панель 360 пользовательского интерфейса может отличаться количеством расположенных рядом емкостных кнопок 362, причем каждая содержит свой собственный символ 364, 366. Слева направо панель 360, изображенная на фиг.3, включает в себя кнопку для включения/выключения питания, четыре предварительно запрограммированных кнопок выбора программы заваривания (влево от проекционного дисплея 370), две кнопки ввода на дисплей (одна на каждой стороне дисплея) и одна программируемая кнопка выбора программы заваривания (вправо от проекционного дисплея 370). Вправо от последней кнопки выбора программы заваривания панель 360 пользовательского интерфейса включает в себя индикатор установки фильтра, который не является кнопкой, а только освещаемым значком.

Каждая из кнопки включения/выключения питания, двух кнопок ввода на дисплей и индикатора установки фильтра могут содержать функциональный символ 366. Функциональный символ 366 кнопки включения/выключения питания предпочтительно может быть общепринятым для легкого распознавания пользователем и может, при желании, быть получен при помощи тампонной печати или лазерного гравирования в или на диффузионном слое 358, 359 или выполнен подобно прижогу при помощи лазерной обработки вместо обеспечения в конструкции маскирующего слоя 356, как описано выше. То же самое относится к двум кнопкам ввода на дисплей, которые в варианте осуществления, изображенном на фиг.3, содержат функциональные символы в виде сплошного ориентированного влево и сплошного ориентированного вправо треугольника. Их назначением является то, чтобы дать возможность пользователю манипулировать цифрами, изображенными на дисплее. Каждая из кнопок выбора программы заваривания могут содержать символ 364 программы заваривания. Как будет объяснено ниже, контроллер 332 устройства 100 для приготовления чая может присваивать программу заваривания конкретного типа чая каждому из этих символов 364. Сами символы 364 программ заваривания предпочтительно могут быть нечисловыми и небуквенными обозначениями, чтобы облегчить восприятие пользователя, который имеет дело со сложным специальным устройством. Использование условно-графических символов также может уменьшить производственные затраты, включенные в производство устройства 100 для приготовления чая для разных стран. Например, в случае буквенных обозначений кнопка 362 возможно должна указывать “Black tea” в Англии, “Schwarztee” в Германии и “The noir” во Франции, в то время как в случае условно-графического символа кнопка может быть одинаковой для всех этих стран. Кроме того, символы 364 программ заваривания предпочтительно могут содержать отдельные приблизительно круглые точки, отличая их от символов, содержащих непрерывные линии, обычно установленных на известном устройстве.

Кроме емкостных кнопок 362 и индикатора установки фильтра панель 360 пользовательского интерфейса может также отличаться проекционным дисплеем 370 и кольцеобразным индикатором 368 хода выполнения процесса заваривания. Площадь панели 360 пользовательского интерфейса, ограниченная индикатором 368 хода выполнения процесса заваривания, может ограничивать местоположение 361 для вмещения емкости для вмещения емкости 200, как показано на фиг.1.

Индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания может освещаться первыми средствами 322 освещения, свет которых может последовательно передаваться через световод 340, прозрачный элемент 354, соответствующие изображения на прозрачной подложке 357 в маскирующем слое 356 и на светорассеивающий слой 358. Конструкция световода 340 предпочтительно может быть такой, что можно считать, что индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания состоит из ряда соединенных прозрачных сегментов, каждый из которых может освещаться независимо от других посредством включения или выключения соответствующих первых средств 322 освещения. Хотя индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания в принципе может иметь любую подходящую форму, он предпочтительно может иметь, по существу, форму сегмента окружности или форму кольца. Следовательно, он может проходить вокруг центра пользовательского интерфейса 360, например, по периметру внутренней кромки панели 360 пользовательского интерфейса на расстоянии от него. Внутренний диаметр индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания предпочтительно может быть больше наружного диаметра (по меньшей мере, нижней части) емкости 200. В таком варианте осуществления индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания может окружать емкость 200, расположенную на основании 300 с электропитанием в местоположении 361 для размещения емкости, так что в полностью освещенном состоянии он все еще, по меньшей мере, частично (обычно около половины) виден пользователю в любом положении рядом с устройством 100 для приготовления чая.

Теперь, когда конструкция устройства для приготовления чая описана несколько подробно, внимание будет направлено на его работу.

Процесс заваривания, осуществляемый устройством 100 для приготовления чая, может обычно включать в себя следующий ряд этапов:

1. Выбор программы заваривания.

2. Нагрев воды до выбранной начальной температуры настаивания.

3. Установка фильтра для чая.

4. Настаивание чая в течение выбранного времени настаивания.

5. Уведомление пользователя о том, что чай готов.

Выбор программы заваривания включает в себя выбор программы заваривания чая пользователем, причем «программа заваривания» относится к конкретной кривой температуры/времени, которая поддерживается водой, содержащейся в отделении 210 для воды емкости 200 во время процесса заваривания чая. Кривая температуры/времени обычно может включать в себя, по меньшей мере, две последовательные фазы: фазу (этап 2) нагрева и фазу (этап 4) настаивания. Во время фазы нагрева вода в емкости 200 может нагреваться до начальной температуры настаивания. Нагрев воды может включать в себя ее кипячение, но это не обязательно. Например, если начальная температура настаивания установлена на 80°C, вода может нагреваться непосредственно от комнатной температуры до 80°C, например, вдоль приблизительно прямого участка кривой температуры/времени. В качестве альтернативы, сначала вода может кипятиться и затем охлаждаться или оставляться для охлаждения до 80°C. При достижении водой установленной начальной температуры настаивания фаза настаивания чая может начинаться посредством установки фильтра для чая (этап 3). Продолжительность фазы настаивания определяется временем настаивания. По истечению времени настаивания чай готов для потребления (этап 5).

Кривая температуры/времени, описанная выше, может включать в себя три определяющих параметра, которые могут отличаться друг от друга для разных типов чая: начальную температуру настаивания (значение температуры), флажок кипячения для предварительного настаивания, который проверяет, нагрета или нет вода до своей точки кипения до настаивания (булевское значение, истина или ложь) и время настаивания (значение времени). Контроллер 322 устройства 100 для приготовления чая может присваивать значение одного или более из этих параметров символу 364 программы заваривания панели 360 пользовательского интерфейса для определения программы заваривания, связанной с ним.

На фиг.6 изображены четыре кривых температуры/времени I, II, III, IV, которые могут быть связаны с четырьмя предварительно запрограммированными кнопками выбора программы заваривания панели 360 пользовательского интерфейса, изображенной на фиг.3. Самая левая кнопка выбора программы заваривания, отличающаяся символом программы заваривания в виде полностью освещаемого листа чая, может, например, быть связана с программой заваривания для черного чая. Контроллер 332 соответственно может присваивать значения 100°C, истина и 2 минуты для начальной температуры настаивания, флажку кипячения для предварительного настаивания и времени настаивания, соответственно. Вторая кнопка выбора программы заваривания слева, отличающаяся символом в виде чайного листа, подсвечиваемого с кромки, так же может быть связана с программой заваривания для зеленого чая, и контроллер 332 может последовательно присваивать значения 80°C, истина и 2 минуты вышеупомянутым переменным в таком порядке. Третий и четвертый символы слева, имеющие форму цветка и ройбуша, соответственно, могут в свою очередь быть связаны с программами заваривания соответственно для травяного чая и красного чая. Контроллер 332 может присваивать значения 100°C, «истина» и 7 минут первому символу программы заваривания, и значения 100°C, истина и 5 минут последнему. На фиг.6 графически изображены эти присваивания. Понятно, что вышеупомянутые присваивания являются только примерами, и в принципе любое сочетание значений может быть присвоено любому символу процесса заваривания.

Для обеспечения выбора пользователем программы заваривания контроллер 332 может соответственно освещать символы 364 выбора программы заваривания на панели 360 пользовательского интерфейса посредством включения соответствующих вторых средств 324 освещения. Контроллер 332 может, например, сначала освещать все символы 364 для показа пользователю всех имеющихся опций и затем освещать только выбранный символ для обеспечения пользователя обратной связью выбора. Контроллер 332 может дополнительно или в качестве альтернативы обеспечивать обратной связью пользователя посредством мигания символов 364, за счет изменения их цветов (если вторые средства освещения обеспечивают свет разных цветов) или посредством генерации звуковых сигналов через громкоговоритель 330 для сопровождения выбора.

Когда пользователь нажимает кнопку выбора программы заваривания для выбора предпочтительной программы заваривания, контроллер 332 может загружать соответствующие параметры заваривания из своей памяти. Если пользователь нажал предварительно запрограммированную кнопку программы заваривания, котроллер может сразу перейти к этапу 2 процесса заваривания. В качестве альтернативы, он может ждать подтверждения до начала фазы нагрева (например, посредством повторного нажатия выбранной кнопки). Если пользователь нажал предварительно запрограммированную кнопку выбора программы заваривания, контроллер может показывать выбранные параметры программы заваривания пользователю через проекционный дисплей 370 для дополнительного просмотра. При вводе пользователем своих установок контроллер 332 может перейти к этапу 2 процесса заваривания.

Для нагрева воды в емкости 200 до начальной температуры настаивания в соответствии с кривой температуры/времени, связанной с выбранной программой заваривания, контроллер 332 может селективно включать и выключать электрический нагревательный элемент 222. В качестве альтернативы, контроллер 222 может, например, изменять мощность, подаваемую на нагревательный элемент 222, или использовать более сложную стратегию пропорционально-интегрально дифференциального контроллера. При включении нагревательного элемента 222, он может генерировать тепло, которое передается воде, вызывая повышение ее температуры. При выключении нагревательного элемента 222, тепло может медленно выходить из емкости 222, вызывая падение температуры воды. Сама температура воды может быть измерена при помощи датчика 224 температуры. Соответственно, контроллер 332 может управлять и осуществлять контроль за ходом выполнения фазы нагрева, и при достижении выбранной начальной температуры настаивания он может уведомлять пользователя о том, что фильтр 216 для чая может быть установлен (этап 3 процесса заваривания), например, посредством соответствующего освещения индикатора установки фильтра на панели 360 пользовательского интерфейса.

В качестве средства защиты этап нагрева может включать в себя защиту от недолива и/или перелива. Ситуация с недоливом возникает, когда нет воды или имеется слишком малое количество воды в отделении 210 для воды во время фазы нагрева. В случае когда ситуация с недоливом остается необнаруженной, это может привести к перегреву нагревательного элемента 222 в результате того, что элемент недостаточно может отдавать свое тепло. Ситуация с переливом, напротив, возникает, когда в отделении 210 для воды слишком много воды. Высокий уровень воды, который характеризует ситуацию с переливом, может быть опасным, так как быстро нагреваемая вода может выплескиваться из носика 206 емкости 200 или разбрызгиваться на ее крышку 220. Для определения ситуации с переливом контроллер 332 устройства 100 для приготовления чая может быть выполнен с возможностью определения во время нагрева воды до начальной температуры настаивания увеличение температуры воды через определенный интервал времени нагрева и определения, используя упомянутое увеличение температуры, продолжительность наблюдаемого интервала времени нагрева и данные, относящиеся к удельной теплоемкости воды и рассеиваемой энергии нагревательного элемента, количества воды, содержащейся в отделении 210 для воды, и сравнения определенного количества воды с максимальным опорным значением количества воды, и если определенное количество воды превышает максимальное опорное значение количества воды, прекращения нагрева воды. Для определения ситуации с недоливом контроллер 332 может подобным образом быть выполнен с возможностью сравнения определенного объема воды с минимальным опорным значением объема воды, и если определенный объем воды меньше минимального опорного значения объема воды, прекращения нагрева воды.

Количество тепла Q, необходимое для увеличения температуры массы в m килограммах воды на ∆T градусов Цельсия, зависит от удельной теплоемкости c воды, которая составляет 4,18 Дж/г°C. Время ∆t, которое необходимо для нагрева массы воды на ∆T градусов Цельсия, дополнительно зависит от рассеиваемой энергии P нагревательного элемента, используемого для подачи тепла. Математически отношение между этими переменными может быть выражено как

Q = P·∆t = c·m·∆T (1)

Контроллер 332 устройства 100 для приготовления чая может быть запрограммирован, зная значения P и c. Используя внутренний таймер для осуществления контроля за истечением характерного периода времени ∆t нагрева, например 10-50 секунд, и измеряя увеличение температуры ∆T воды, которое происходит во время этого периода нагрева, при помощи датчика температуры, контроллер может рассчитывать количество воды, содержащейся в отделении для воды, или в единицах массы (например, килограммах), единицах объема (например, литрах, получаемых из m путем деления его на плотность воды на литр), или в любых других подходящих единицах. В случае защиты от перелива контроллер 332 может последовательно сравнивать рассчитанное количество воды с предварительно запрограммированным опорным значением, которое представляет собой максимальное конкретное количество воды в отделении 210 для воды, которое может быть безопасно нагрето и разлито. Если контроллер определяет, что количество воды, содержащейся в отделении для воды, превышает безопасный максимум, он может прекратить нагрев воды и уведомить пользователя. В случае защиты от недолива контроллер может последовательно сравнивать рассчитанное количество воды с предварительно запрограммированным опорным значением, которое представляет собой минимальное конкретное количество воды в отделении 210 для воды, необходимым для безопасной работы устройства. Если контроллер определяет, что количество воды, содержащейся в отделении для воды, меньше безопасного минимума, он может выключить нагревательный элемент 222 для прекращения нагрева воды и уведомить пользователя.

В это время, когда устройство 100 для приготовления чая уведомляет пользователя о том, что фильтр 216 для чая может быть установлен, пользователь может быть временно занят и не может отреагировать на уведомление. Для устранения ситуаций, подобных этим, контроллер 332 может быть выполнен с возможностью поддержания температуры воды, близкой к начальной температуре настаивания в течение времени, когда он ожидает установки фильтра 216. То есть контроллер 332 может быть выполнен с возможностью осуществления контроля за температурой воды в отделении 210 для воды, и если он уведомляет, что температура опускается ниже установленной начальной температуры настаивания на более, чем заданное значение, например, 3°C или 5°C, он может временно повторно приводить в действие нагревательный элемент 222 для приведения температуры к начальной температуре настаивания. Контроллер 332 предпочтительно может поддерживать температуру воды, близкую к начальной температуре настаивания в течение, но не более, чем заданный период времени, например, 5-10 минут. Если после этого периода фильтр 216 не был установлен, контроллер 332 может отключить устройство 100 для приготовления чая для предотвращения его от нагрева воды, про которое, оказывается, забыли.

Установка (и удаление) фильтра 216 для чая (этап 3) может определяться контроллером 332 через герметизированный магнитоуправляемый контакт 226, который может приводиться в действие магнитом 218, расположенным в или на фильтре. При уведомлении контроллером 332 пользователя о том, что фильтр 216 для чая может быть установлен, и затем определении установки фильтра контроллер может начинать фазу настаивания процесса заваривания (этап 4).

Для этой цели контроллер 332 может отменить любое уведомление о том, что фильтр 216 может быть установлен, и выключить нагревательный элемент 222. Затем, он может рассчитать время настаивания, связанное с выбранной программой заваривания. По истечению времени настаивания он может уведомить пользователя о том, что чай заварен и готов для потребления (этап 5).

Как описано, некоторые типы чая, такие как черный чай, могут иметь относительно высокую оптимальную температуру настаивания, например, около 90-100°C. Последствием таких высоких температур настаивания является то, что свежезаваренный чай в конце фазы настаивания может быть относительно горячим и часто слишком горячим, чтобы можно было удобно пить. Для обеспечения возможности питья готового свежезаваренного чая контроллер 332 устройства 100 для приготовления чая предпочтительно может быть выполнен без возможности нагрева воды во время настаивания. То есть с момента, когда фильтр 216 для чая вставлен в отделение 210 для воды, и начинается настаивание чая, контроллер 332 предпочтительно может не нагревать воду, по меньшей мере, до тех пор, пока не истечет заданное время настаивания. Это позволяет немного охладить воду во время настаивания точно так же как во время обычного заваривания чая, так что в конце фазы настаивания заваренный чай имеет температуру, которая является безопасной и приятной для питья температурой или, по меньшей мере, более близкой к ней. Другим преимуществом удержания от нагрева во время фазы настаивания является то, что сахар, содержащийся в чае, не будет карамелизоваться на нагретых частях устройства 100 для приготовления чая, таких как перегородка 208. Конечно, контроллер 332 может быть выполнен с возможностью поддержания воды в отделении 210 для воды при температуре, подходящей для питья, например, в диапазоне 60-70°C, после завершения фазы настаивания.

Во время процесса заваривания устройство 100 для приготовления чая может выдавать уведомления для уведомления пользователя о разных ситуациях, как описано. Понятно, что эти уведомления обычно могут выдаваться любым подходящим способом, включая соответствующее освещение любого из символов 364, 366 на панели 360 пользовательского интерфейса и/или генерацию звуковых сигналов через громкоговоритель 330. Кроме того, уведомления могут выдаваться с помощью индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания. В качестве примера возможные использования индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания для выдачи уведомлений будут описаны несколько более подробно.

Как подразумевает его название, индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания, в основном, может использоваться для информирования пользователя о любом ходе выполнения процесса заваривания чая. В связи с этим он может уведомлять пользователя о том, что конкретные этапы или стадии процесса заваривания были достигнуты и/или (частично) завершены. Работа индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания может управляться контроллером 332, который для этой цели может быть выполнен с возможностью управления первыми средствами 322 освещения в соответствии с порядком уведомления об освещении, сохраненном в контроллере 332. Порядок уведомления может включать в себя последовательность или порядок выполнения разных функций, таких как приведение в действие и/или отключение одного или более первых средств 322 освещения, увеличение и/или уменьшение яркости света одного или более первых средств освещения, мигание одного или более средств освещения в течение заданного периода времени с заданной частотой и выставление света, излучающего цвет одного или более первых средств освещения. Хотя может использоваться один порядок уведомления для всех программ заваривания, некоторые варианты осуществления могут обеспечивать однозначную связь порядка уведомления с конкретной программой заваривания или типом чая. В основном, каждое из первых средств 322 освещения может отдельно управляться контроллером 332 в соответствии с предписаниями порядка уведомления.

Для информирования пользователя о ходе выполнения процесса заваривания чая порядок уведомления может предписывать, чтобы индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания освещался постепенно или заполнялся светом, например, посредством последовательного включения расположенных рядом первых средств 322 освещения для образования постепенно проходящей световой полосы. В начале процесса заваривания индикатор 368 хода выполнения процесса, таким образом, не может освещаться, тогда как в момент завершения процесса заваривания индикатор 368 хода выполнения процесса может освещаться полностью (образуя освещенное кольцо). Порядок уведомления может предписывать, чтобы индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания освещался одним цветом или множеством цветов (если предусмотрено первыми средствами 322 освещения), например, для образования многоцветной дуги, начиная с зеленого и кончая красным.

В дополнении к его основной функции указания хода выполнения процесса заваривания за счет наличия указательного или пропорционального участка его освещенной длины индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания также может использоваться для уведомления пользователя о конкретных событиях или для обеспечения его информацией о состоянии устройства 100 для приготовления чая.

Например, в начале процесса заваривания чая вода в емкости 200 нагревается до заданной начальной температуры настаивания. Порядок уведомления предписывает, чтобы первые средства 322 освещения отражали изменяющуюся температуру воды во время этой фазы нагрева. Соответственно, первые средства освещения могут, например, управляться таким образом, что их цвет изменяется, например, от голубого, когда вода является холодной, до красного, когда вода становится горячей. В качестве альтернативы или дополнительно, первые средства 322 освещения могут управляться для мигания в течение периода нагрева с заданной частотой, которая зависит от температуры воды. Первые средства освещения могут, например, мигать с низкой частотой, когда вода холодная, и с высокой частотой, когда вода горячая. В соответствии с еще одним вариантом яркость света, излучаемого первыми средствами 322 освещения, может меняться от низкой яркости, когда вода холодная, до высокой яркости, когда вода горячая.

В другом варианте осуществления индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания может использоваться для уведомления пользователя об установке фильтра (этап 3 процесса заваривания). Например, посредством периодического или непрерывного изменения цвета света, который заполняет индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания, пользователь может знать о том, что фильтр 216 для чая может быть вставлен. В качестве альтернативы, первые средства 322 освещения индикатора 368 хода выполнения процесса могут управляться таким образом, что они начинают мигать. Чтобы избежать путаницы, контроллер 332 может управлять первыми средствами 322 освещения таким образом, что частота мигания отличается от частоты мигания, которая связана с другим уведомлением, которое может быть выдано. Когда фильтр 216 для чая установлен, индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания может регулярно продолжать показывать ход выполнения процесса заваривания чая.

В еще одном варианте осуществления индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания может использоваться для уведомления пользователя о том, что чай готов для потребления. Такое уведомление может быть обеспечено тем, что индикатор 368 выполнения хода процесса полностью заполнен светом, снова порядок уведомления может дополнительно предписывать, чтобы первые средства 322 освещения управлялись таким образом, чтобы они начинали мигать, например, за счет постепенного усиления или затухания, или осуществляли любое другое изменение освещения, упомянутое выше.

Наряду с уведомлением пользователя о ходе выполнения процесса заваривания, например, когда конкретные этапы или стадии были достигнуты, индикатор 368 выполнения хода процесса также может использоваться для информирования пользователя о данных, относящихся к состоянию устройства 100 для приготовления чая. Контроллер 332 может, например, быть запрограммирован таким образом, чтобы конкретные ситуации, которые могут возникать при использовании устройства 100 для приготовления чая, могут инициировать уведомление. В случае ситуации с недоливом или ситуации с переливом, как описано выше, устройство 100 для приготовления чая или, по меньшей мере, нагревательный элемент 222, может автоматически выключаться для предотвращения повреждения устройства 100 для приготовления чая или для предотвращения возникновения небезопасных ситуаций. Затем, соответственно, пользователь может быть информирован, например, с помощью звукового сигнала, генерируемого громкоговорителем 330 и/или с помощью индикатора 368 хода выполнения процесса заваривания. Следовательно, контроллер 332 может управлять первыми средствами 322 освещения для осуществления любого из вышеупомянутых изменений освещения. Индикатор 368 хода выполнения процесса заваривания также может использоваться для периодического уведомления пользователя о том, что устройство 100 для приготовления чая необходимо очистить или удалить из него накипь.

Что касается терминологии, используемой в этом тексте, необходимо отметить следующее. Слово «чай» в основном широко используется для описания напитков, приготовленных из листьев растения. Соответственно, слово «чай» относится не только к напиткам, приготовленным из растения Camellia sinensis (зеленый чай), но также предполагается, что он включает в себя чай из трав, настои целебных трав и им подобное.

Хотя иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше частично со ссылкой на сопроводительные чертежи. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления. Изменения в раскрытых вариантах осуществления могут быть понятны и осуществлены специалистами в данной области техники при практическом осуществлении заявленного изобретения путем изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. Ссылка в данном описании на «один вариант» или «вариант» означает, что конкретный элемент, конструкция или характеристика, описанные применительно к данному варианту осуществления, включены в, по меньшей мере, один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появления фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» в разных местах данного описания не обязательно все относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, следует отметить, что конкретный элемент, конструкция или характеристики одного или более вариантов осуществления могут быть объединены любым подходящим способом для создания новых, явно не описанных вариантов осуществления.

Описано устройство (100) для приготовления чая, содержащее контроллер (332), функционально соединенный с нагревательным элементом (222) для нагрева воды в отделении для воды, датчиком (224) температуры, датчиком (226) присутствия фильтра для чая для определения вставки фильтра для чая в отделение для воды и средством уведомления пользователя, причем контроллер выполнен с возможностью нагрева воды в отделении для воды до начальной температуры настаивания; определения того, что была ли нагрета вода до начальной температуры настаивания; уведомления пользователя о том, что вода была нагрета до начальной температуры настаивания и настаивание может начинаться посредством вставки фильтра для чая; и если пользователь был уведомлен о вставке фильтра, поддержания температуры воды в пределах определенного диапазона начальной температуры настаивания до тех пор, пока или не истечет определенный период ожидания, или вставка фильтра для чая не будет определена в течение упомянутого периода ожидания. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство (100) для приготовления чая, содержащее
- отделение (210) для воды;
- фильтр (216) для чая, который, по меньшей мере, частично вставляется в отделение для воды;
- нагревательный элемент (222), выполненный с возможностью нагрева воды, содержащейся в упомянутом отделении для воды;
- датчик (224) температуры, выполненный с возможностью генерации опорного сигнала, отражающего температуру воды, содержащейся в упомянутом отделении для воды;
- датчик (218, 226) присутствия фильтра для чая, выполненный с возможностью определения введения фильтра для чая в отделение для воды;
- средство (322, 324, 330) уведомления пользователя;
- контроллер (332), функционально соединенный с нагревательным элементом (222), датчиком (224) температуры, датчиком (226) присутствия фильтра для чая и средством уведомления и выполненный с возможностью
нагрева воды, содержащейся в отделении для воды в соответствии с заданной кривой температуры/времени, которая, по меньшей мере, частично ограничена начальной температурой настаивания;
определения того, была ли нагрета вода до начальной температуры настаивания в соответствии с заданной кривой температуры/времени;
уведомления пользователя с помощью средства уведомления о том, что вода была нагрета до начальной температуры настаивания, и настаивание может начинаться посредством введения фильтра для чая;
отличающееся тем, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью
- после того как пользователь был уведомлен о том, что надо ввести фильтр, поддержания температуры воды в пределах определенного диапазона начальной температуры настаивания до тех пор, пока не истечет определенный период ожидания, если введение фильтра для чая не определено с помощью упомянутого датчика присутствия фильтра для чая в течение упомянутого периода ожидания, то в этом случае контроллер выполнен с возможностью поддержания температуры воды в пределах упомянутого диапазона начальной температуры настаивания до тех пор, пока введение фильтра для чая не будет определено.

2. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что диапазоном, в пределах которого контроллер (332) поддерживает температуру воды, после того как она достигла начальной температуры настаивания, составляет ±5°C начальной температуры настаивания.

3. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что период ожидания, в течение которого контроллер (332) поддерживает температуру воды в пределах определенного диапазона начальной температуры настаивания, составляет не более 60 минут, предпочтительно не более 30 минут.

4. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что контроллер (332) дополнительно выполнен с возможностью выключения устройства для приготовления чая, когда период ожидания истек без предварительного определения введения фильтра для чая.

5. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что контроллер (332) дополнительно выполнен с возможностью
- определения увеличения температуры воды через определенный интервал времени нагрева во время нагрева воды до начальной температуры настаивания;
- определения, используя упомянутое увеличение температуры, продолжительности наблюдаемого интервала времени нагрева и данные, относящиеся к удельной теплоемкости и рассеиваемой мощности нагревательного элемента, количества воды, содержащейся в отделении (210) для воды;
- сравнения определенного количества воды с максимальным опорным значением количества воды; и
- если определенное количество воды превышает максимальное опорное значение количества воды, прекращения нагрева воды.

6. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что контроллер (332) дополнительно выполнен с возможностью
- определения увеличения температуры воды через определенный интервал времени нагрева во время нагрева воды до начальной температуры настаивания;
- определения, используя упомянутое увеличение температуры, продолжительности наблюдаемого интервала времени нагрева и данные, относящиеся к удельной теплоемкости и рассеиваемой мощности нагревательного элемента, количества воды, содержащейся в отделении (210) для воды;
- сравнения определенного объема воды с минимальным опорным значением объема воды; и
- если определенный объем воды меньше минимального опорного значения объема воды, прекращения нагрева воды.

7. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что кривая температуры/времени включает в себя период кипячения воды до достижения водой начальной температуры настаивания, так что контроллер (332) при выполнении упомянутой кривой температуры/времени выполнен с возможностью нагрева воды до точки ее кипения до уведомления пользователя о том, что вода была нагрета до начальной температуры настаивания.

8. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что контроллер (332) после определения введения фильтра (216) для чая в отделение (210) для воды выполнен с возможностью расчета заданного времени настаивания, и по его истечении управления средством уведомления для уведомления пользователя о том, что настаивание завершено и чай готов для потребления.

9. Устройство для приготовления чая по п. 1, отличающееся тем, что датчик присутствия фильтра для чая включает в себя магнит (218), соединенный с фильтром (216) для чая, и герметизированный магнитоуправляемый контакт (226), расположенный в отделении (210) для воды или рядом с ним.

10. Устройство для приготовления чая по п. 8 или 9, отличающееся тем, что контроллер (332) выполнен с возможностью не нагревать воду в отделении (210) для воды в течение времени, рассчитанного времени настаивания.