АППАРАТ ДЛЯ ОБЖАРИВАНИЯ Российский патент 2023 года по МПК A23N12/08 

Область техники, к которой относится изобретения

Изобретение относится к аппарату для обжаривания кофейных зерен нагретым воздухом, и, в частности, подходит для применения в домашних условиях или магазинах и кафе.

Уровень техники

Обжаривание кофейных зерен в небольшом масштабе в домашних условиях или в магазинах и кафе обычно осуществляют с помощью аппаратов небольшого размера, в которых кофейные зерна перемешивают в горячем воздухе. В аппарате одного типа применяют вращающийся перфорированный барабан, в котором размещают и вращают кофейные зерна при подаче тепла.

В аппаратах другого типа применяют технологию псевдоожиженного слоя с использованием камеры с псевдоожиженным слоем горячего воздуха. Внутри такой камеры нагретый воздух пропускают через сито или перфорированную пластину, расположенную под кофейными зернами, с усилием, достаточным для подъема зерен. Тепло передается зернам по мере их перемешивания и циркуляции в этом псевдоожиженном слое.

Данная технология, применяемая в промышленной обжарочной машине, описанной в US 3964175, была адаптирована для небольших бытовых устройств, таких как US4484064, US4494314, US4631838, US5269072, US5564331.

В аппаратах для обжаривания можно использовать различные типы нагревателей, такие как газовая горелка или электрический нагреватель. Для обжарочных машин небольшого размера, как правило, предпочтительны электрические нагреватели, такие как электрические резистивные элементы.

Большинство обжарочных машин, в которых применяется технология псевдоожиженного слоя, имеют такую же конфигурацию ключевых элементов, к которым относятся обжарочная камера, нагреватель и рабочий орган подачи воздуха. Довольно часто и очевидно, что эти элементы размещают один над другим вдоль вертикальной оси, причем рабочий орган подачи воздуха располагают в самой нижней точке, выше помещают электрический резистивный элемент, а над ним - обжарочную камеру.

Предпочтительно в этих обжарочных машинах камера с псевдоожиженным слоем горячего воздуха выполнена с возможностью извлечения из устройства для введения и удаления зерен, а также для очистки. При извлечении камеры из аппарата и в зависимости от конструкции устройства может возникнуть проблема безопасности, если не экспериментировавший пользователь случайно допустит попадание воды внутрь аппарата.

Целью настоящего изобретения является обеспечение аппарата для обжаривания с более высоким уровнем безопасности.

Раскрытие изобретения

В первом аспекте изобретения предложен аппарат для обжаривания кофейных зерен, содержащий:

- корпус,

- обжарочную камеру, имеющую нижнее отверстие,

- рабочий орган подачи воздуха, выполненный с возможностью приведения в движение воздуха внутри обжарочной камеры через нижнее отверстие указанной камеры,

- электрический нагреватель, расположенный ниже нижнего отверстия камеры, выполненный с возможностью нагрева воздуха, приводимого в движение внутри обжарочной камеры,

- причем рабочий орган подачи воздуха и электрический нагреватель расположены внутри корпуса, и при этом корпус содержит выпускное отверстие для горячего воздуха, выполненное с возможностью обеспечения прохождения горячего воздуха из корпуса в нижнее отверстие камеры,

- причем обжарочная камера прикреплена к корпусу с возможностью извлечения, при этом нижнее отверстие обжарочной камеры объединяется с выпускным отверстием для горячего воздуха на корпусе, когда обжарочная камера прикреплена к корпусу,

причем аппарат содержит подвижное закрывающее устройство, выполненное с возможностью:

- закрытия выпускного отверстия для горячего воздуха при извлечении обжарочной камеры из корпуса и

- открытия выпускного отверстия для горячего воздуха при прикреплении обжарочной камеры к корпусу.

Аппарат для обжаривания содержит обжарочную камеру, имеющую нижнее отверстие и обычно верхнее отверстие. Эта обжарочная камера выполнена с возможностью обеспечения образования псевдоожиженного слоя горячего воздуха при подаче горячего воздуха через нижнее отверстие.

Как правило, нижнее отверстие содержит сетку для удерживания зерен внутри камеры, но с обеспечением при этом возможности прохождения горячего воздуха через нее.

Верхнее отверстие обеспечивает возможность откачки дымов и частиц, образующихся в процессе обжаривания. Это также позволяет вводить зерна для обжаривания и извлекать обжаренные зерна после процесса обжаривания. Для этих последних процессов обжарочная камера выполнена с возможностью извлечения из корпуса аппарата.

Аппарат содержит рабочий орган подачи воздуха, выполненный с возможностью приведения в движение воздуха внутри обжарочной камеры через нижнее отверстие указанной камеры. Как правило, этот рабочий орган подачи воздуха представляет собой воздуходувку или вентилятор, выполненный с возможностью продувки воздуха вверх к обжарочной камере.

Аппарат содержит электрический нагреватель, расположенный под нижним отверстием камеры и выполненный с возможностью нагрева воздуха перед его подачей внутрь обжарочной камеры.

Данный электрический нагреватель предпочтительно представляет собой электрорезистивный провод. Этот резистивный провод может быть установлен на носитель, не обладающий электропроводностью и изготовленный, например, из керамического материала. Носитель может быть выполнен с возможностью создания каналов для воздуха для увеличения и облегчения теплообмена.

Рабочий орган подачи воздуха и электрический нагреватель расположены внутри корпуса. Корпус содержит выпускное отверстие для горячего воздуха, выполненное с возможностью обеспечения прохождения горячего воздуха, образованного внутри корпуса, к нижнему отверстию камеры.

Как упоминалось выше, обжарочная камера прикреплена к корпусу с возможностью извлечения. Когда обжарочная камера прикреплена к корпусу, нижнее отверстие обжарочной камеры объединяется с выпускным отверстием для горячего воздуха на корпусе.

Как правило, нагреватель расположен непосредственно под выпускным отверстием для горячего воздуха на корпусе, чтобы ограничивать потери тепла при перемещении горячего воздуха от нагревателя к обжарочной камере. Такое положение нагревателя обеспечивает хорошее регулирование температуры в процессе обжаривания в обжарочной камере: фактически любое изменение температуры нагревателя непосредственно влияет на температуру внутри обжарочной камеры.

Кроме того, аппарат содержит подвижное закрывающее устройство, выполненное с возможностью:

- закрытия выпускного отверстия для горячего воздуха при извлечении обжарочной камеры из корпуса и

- открытия выпускного отверстия для горячего воздуха при прикреплении обжарочной камеры к корпусу.

Следовательно, при извлечении камеры из корпуса аппарата для обжаривания выпускное отверстие для горячего воздуха закрывается, а нагреватель, расположенный непосредственно под выпускным отверстием для горячего воздуха, защищен закрывающим устройством. Если пользователь случайно допускает попадание воды в область корпуса, выполненную с возможностью приема камеры, например, в процессе очистки корпуса, когда камера извлечена из аппарата, закрывающее устройство, которое закрывает отверстие, препятствует контакту воды с электрическим нагревателем, расположенным непосредственно под выпускным отверстием для горячего воздуха. В отсутствие этой защиты вода может смачивать электрический резистивный элемент, и при повторной подаче напряжения может произойти сбой системы электроснабжения, может возникнуть опасность поражения оператора или опасность возгорания.

Предпочтительно, чтобы обжарочная камера и закрывающее устройство перемещались одновременно.

В одном варианте осуществления перемещения закрывающего устройства пассивно механически активируются посредством перемещения при извлечении обжарочной камеры из корпуса и посредством перемещения при прикреплении обжарочной камеры к корпусу.

Соответственно, именно перемещение обжарочной камеры либо при извлечении, либо при соединении с корпусом, вызывает перемещение закрывающего устройства либо для закрытия отверстия, либо для открытия отверстия соответственно.

В соответствии с этим вариантом осуществления закрывающее устройство может содержать скользящую пластину, выполненную с возможностью скольжения над выпускным отверстием для горячего воздуха и от него, и при этом указанная пластина выполнена с возможностью сопряжения с участком нижней части обжарочной камеры. Благодаря этому сопряжению между пластиной и обжарочной камерой пластина сразу же реагирует на взаимодействие с нижней частью камеры.

В одном аспекте данного варианта осуществления скользящая пластина изготовлена из одной цельной заготовки материала и выполнена с возможностью вращения или поступательного перемещения.

Соответственно, пластина может вращаться или поступательно перемещаться в сторону от выпускного отверстия для горячего воздуха.

В случае поступательного перемещения пластина может быть направлена так, чтобы она скользила внутри паза, или может быть направлена по боковым направляющим. Перемещения камеры в аппарат или из него достаточно для проталкивания, вытягивания или высвобождения скользящей пластины аналогично выдвижному ящику.

В случае вращения пластина может быть соединена с вертикальным поворотным валом. Перемещения камеры в аппарат или из него достаточно для вращения или высвобождения вращающейся пластины. Предпочтительно пластина может содержать конструкцию для сопряжения с участком нижней части камеры таким образом, чтобы пользователь мог легко преобразовывать перемещение камеры во вращение пластины и легко устанавливал камеру. Следовательно, перемещение закрывающего устройства обусловлено перемещением обжарочной камеры.

В другом аспекте описанного выше варианта осуществления скользящая пластина может быть изготовлена из нескольких шарнирных элементов.

Как следствие, закрывающее устройство не закрывает много места при его втягивании или проталкивании в сторону от выпускного отверстия для горячего воздуха. Аппарат может быть более компактным. Перемещение может также быть более надежным.

Закрывающее устройство может содержать две пластины, шарнирно сочлененные с помощью коленчатого шарнира.

В альтернативном варианте осуществления закрывающее устройство может содержать несколько пластин, скользящих друг над другом, как в вентиляторе.

Предпочтительно закрывающее устройство может содержать смещающий элемент, выполненный с возможностью принудительного перемещения закрывающего устройства для закрытия выпускного отверстия для горячего воздуха при извлечении обжарочной камеры из корпуса. Следовательно, закрытие может происходить быстрее.

В конкретном варианте осуществления закрывающее устройство может быть изготовлено из деформируемого материала, причем этот материал сгибается при проталкивании камерой. Таким деформируемым материалом может быть гибкий высокотемпературный устойчивый силикон. Этот материал может иметь такую форму, чтобы закрывать выпускное отверстие для горячего воздуха в неподвижном состоянии и сжиматься при проталкивании от указанного отверстия обжарочной камерой, когда указанная камера расположена внутри корпуса.

В соответствии с одним вариантом осуществления закрывающее устройство может приводиться в действие двигателем и автоматически перемещаться для закрытия выпускного воздушного отверстия. В этом варианте осуществления аппарат может предпочтительно содержать датчик положения камеры, выполненный с возможностью обнаружения того, прикреплена ли камера к корпусу или находится рядом с корпусом.

Датчик может представлять собой датчик присутствия, причем указанный датчик удерживается корпусом аппарата и выполнен с возможностью приведения в контакт с камерой, когда камера расположена внутри аппарата.

Датчик может представлять собой оптический датчик, причем указанный датчик удерживается корпусом аппарата и выполнен с возможностью обнаружения перемещения камеры в корпус или из него.

Датчик может представлять собой систему обнаружения ближнего поля, такую как система РЧИД-метки, удерживаемой в камере, и РЧИД-детектора, удерживаемого в корпусе аппарата.

Как правило, закрывающее устройство изготовлено из жаропрочного материала, предпочтительно устойчивого к температуре 300 °C. Предпочтительным является металл.

Приведенные выше аспекты изобретения можно комбинировать в любой подходящей комбинации. Более того, различные элементы, описанные в настоящем документе, можно комбинировать с одним или более из приведенных выше аспектов для обеспечения комбинаций, отличных от конкретно проиллюстрированных и описанных комбинаций. Дополнительные цели и преимущественные элементы изобретения будут очевидны из формулы изобретения, подробного описания и прилагаемых графических материалов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен вид сбоку аппарата для обжаривания в соответствии с изобретением с установленной в нем обжарочной камерой;

на фиг. 2 представлен вид сбоку аппарата для обжаривания, изображенного на фиг. 1, причем обжарочная камера извлечена из него и размещена рядом;

на фиг. 3 и 4 представлены увеличенные виды закрывающего устройства, показанного на фиг. 1 и 2 соответственно;

на фиг. 5A и 5B представлены схематические виды обжарочной камеры и закрывающего устройства, перемещающегося поступательно.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 представлен вид сбоку аппарата 10 для обжаривания в соответствии с изобретением. Аппарат содержит корпус 4, в котором расположены рабочий орган 2 подачи воздуха и нагреватель 3 воздуха. Рабочий орган 2 подачи воздуха представляет собой вентилятор, вытягивающий воздух из отверстия 42 подачи воздуха на корпусе и подающий воздух вверх к нагревателю 3, а затем к выпускному воздушному отверстию 41 внутри камеры, как показано пунктирными линиями.

Нагреватель 3 представляет собой электрический нагреватель, обычно резистивный провод, выполненный с возможностью нагревания потока воздуха до температуры в диапазоне от 100 до 300 °C. На нагреватель подают электроэнергию, например, приблизительно 110 В или 230 В. Вода, приведенная в контакт с резистентным элементом, инициирует короткое замыкание и сбой работы аппарата. Нагреватель 3 располагают непосредственно под выпускным воздушным отверстием 41, как правило, на расстоянии приблизительно от 1 до 5 см, чтобы лучше контролировать нагрев и предотвращать потерю тепла. Термин «непосредственно под» означает, что выпускное отверстие для горячего воздуха обращено к электрическому нагревателю. В результате резистентный элемент находится непосредственно под отверстием 41; для предотвращения прикосновения пользователя к резистентному элементу или во избежание падения предметов на нагреватель может быть предусмотрена сетка.

Аппарат для обжаривания содержит обжарочную камеру 1, выполненную с возможностью удержания кофейных зерен и создания псевдоожиженного слоя воздуха из потока горячего воздуха, подаваемого через его открытую нижнюю часть 11. Нижнее отверстие 11 содержит сетку для удерживания кофейных зерен (не показано). Когда камера прикреплена к корпусу, нижняя часть камеры плотно соединяется с выпускным воздушным отверстием 41 во избежание утечки горячего воздуха.

Верхнее отверстие 12 камеры соединено с устройством для откачки дыма и частиц (не показано).

Камера 1 выполнена с возможностью извлечения из корпуса 4, как показано стрелкой на фиг. 2. Камеру можно помещать отдельно от аппарата для обжаривания либо для введения, либо для извлечения кофейных зерен, либо для очистки и технического обслуживания. При извлечении камеры оператор получает доступ к вертикальной части 43 корпуса за камерой и может очистить ее, например, губкой и водой. Во время этого процесса очистки существует риск попадания воды, даже капель, в область выпускного воздушного отверстия 41 и, следовательно, на нагреватель.

Аппарат содержит подвижное закрывающее устройство 5, объединяемое с обжарочной камерой 1 и выполненное с возможностью закрытия выпускного воздушного отверстия 41 при извлечении камеры из аппарата.

На фиг. 1 и на увеличенном виде на фиг. 3, на котором камера прикреплена к корпусу аппарата, закрывающее устройство 5 проталкивается и удерживается рядом с выпускным воздушным отверстием 41 нижней частью обжарочной камеры и удерживается вплотную к вертикальной стенке 43 корпуса; обеспечивается соединение нижнего отверстия 11 камеры с выпускным воздушным отверстием 41.

На фиг. 2 и в увеличенном виде на фиг. 4 камеру извлекли из корпуса аппарата путем поступательного перемещения влево, как показано стрелкой А1. В результате этого закрывающее устройство 5 больше не отодвигается назад и может быть размещено над выпускным воздушным отверстием 41, чтобы закрыть его, как показано стрелкой А2. В этом положении вода или любая другая жидкость, попадающая в область выпускного воздушного отверстия 41, направляется к горизонтальной стенке корпуса, окружающей выпускное воздушное отверстие, и не достигает указанного отверстия. Таким образом, расположенный ниже электрический нагреватель 3 защищен от любого короткого замыкания в будущем.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-4, закрывающее устройство содержит две шарнирные пластины 51a, 51b. Две пластины соединены друг с другом коленчатым шарниром 52. Пластина 51b выполнена с возможностью вращения вокруг неподвижной оси 53, эта неподвижная ось проходит горизонтально и перпендикулярно направлению скольжения пластин 51a, 51b.

На фиг. 1 и 3 нижняя часть камеры удерживает эти пластины 51a, 51b в согнутом положении вдоль вертикали корпуса. На фиг. 2 и 4 при извлечении камеры закрывающее устройство 5 освобождается: под действием собственного веса и угла пластина 51a выпадает из вертикального положения и тянет за собой другую пластину 51b, прикрепленную к первой пластине коленчатым шарниром 52. В результате две пластины закрывают выпускное воздушное отверстие.

Предпочтительно осуществлять взаимодействие между различными частями закрывающего устройства и взаимодействие пластин с корпусом таким образом, чтобы по возможности не допускать трения для обеспечения легкого обращения с камерой для пользователя и эффективного и быстрого выдвижения или сгибания пластин.

В представленном варианте осуществления присутствует датчик 6 положения для определения положения камеры внутри аппарата или ее извлечения. Информацию о наличии камеры можно использовать для отключения аппарата от питания или для отображения конкретной информации на пользовательском интерфейсе.

Если закрывающее устройство приводится в действие двигателем, датчик помогает автоматически перемещать закрывающее устройство при обнаружении датчиком отсутствия камеры.

На фиг. 5A и 5B представлены виды сбоку обжарочной камеры 1 и закрывающего устройства 5, где показано их взаимное положение и перемещения при перемещении камеры внутрь корпуса 4 аппарата и из него.

В данном варианте осуществления закрывающее устройство 5 содержит:

- пластину 51, имеющую поверхность, достаточную для закрытия выпускного воздушного отверстия 41 при извлечении камеры 1 из корпуса, и

- элемент 54 сопряжения, выступающий от пластины 51 и выполненный с возможностью взаимодействия с нижней частью 11 камеры при размещении или перемещении камеры для размещения внутри аппарата,

- предпочтительно направляющую раму (не показана) для направления поступательного перемещения пластины 51 в ответ на перемещение камеры 1 относительно элемента 54 сопряжения,

- предпочтительно смещающий элемент 55, обуславливающий поступательное скольжение пластины над отверстием 41, когда камера не оказывает никакого воздействия на элемент 54 сопряжения.

Соответственно, после извлечения камеры 1 из корпуса 4 смещающий элемент 55 проталкивает закрывающее устройство 5 над отверстием 41 и защищает нагреватель 3 (фиг. 5A). При возвращении камеры внутрь корпуса, как показано стрелкой B1 на фиг. 5A, нижняя часть камеры объединяется с элементом 54 сопряжения, например, образуя форму, соответствующую форме камеры, и перемещение камеры вдоль стрелки B1 инициирует такое же перемещение элемента 54 сопряжения, как показано стрелкой B2; в результате пластина 51 прижимается к смещающему элементу 55. После правильной установки камеры внутри корпуса (фиг. 5B) пластина 51 полностью удаляется от отверстия 41, а смещающий элемент 55 сжимается и готов к оттеснению пластины 51 при извлечении камеры из аппарата.

В альтернативном варианте осуществления поступательное перемещение закрывающего устройства может представлять собой вращение, причем пластина 51 вращается в горизонтальной плоскости в сторону от отверстия 41.

Хотя изобретение описано со ссылкой на проиллюстрированные выше варианты осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не ограничено каким-либо образом этими проиллюстрированными вариантами осуществления.

Возможны изменения и модификации, не выходящие за рамки объема изобретения, определенные формулой изобретения. Более того, если существуют эквиваленты конкретных признаков, такие эквиваленты включены так, как если бы они были конкретно упомянуты в настоящем описании.

В данном описании слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, предполагается, что они означают «включая, без ограничений».

Цифровые обозначения ссылочных позиций:

аппарат для обжаривания 10;

обжарочная камера 1;

нижнее отверстие 11;

верхнее отверстие 12;

рабочий орган подачи воздуха 2;

нагреватель 3;

корпус 4;

выпускное воздушное отверстие 41;

отверстие подачи воздуха 42;

вертикальная часть корпуса 43;

закрывающее устройство 5;

пластина 51, 51a, 51b;

коленчатый шарнир 52;

ось 53;

элемент сопряжения 54;

смещающий элемент 55;

датчик положения 6.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к аппарату для обжаривания кофейных зерен. Аппарат содержит корпус (4), обжарочную камеру (1), имеющую нижнее отверстие (11), рабочий орган (2) подачи воздуха, электрический нагреватель (3). Рабочий орган подачи воздуха и электрический нагреватель расположены внутри корпуса (4). Корпус содержит выпускное отверстие (41) для горячего воздуха. Электрический нагреватель (3) расположен непосредственно под выпускным отверстием (41) для горячего воздуха. Обжарочная камера (1) прикреплена к корпусу (4) с возможностью извлечения. Аппарат содержит подвижное закрывающее устройство (5). Использование изобретения позволит повысить качество обжаривания кофейных зерен. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Аппарат (10) для обжаривания кофейных зерен, содержащий:

- корпус (4),

- обжарочную камеру (1), имеющую нижнее отверстие (11),

- рабочий орган (2) подачи воздуха, выполненный с возможностью приведения в движение воздуха внутри обжарочной камеры через нижнее отверстие указанной камеры,

- электрический нагреватель (3), расположенный ниже нижнего отверстия камеры, причем указанный электрический нагреватель выполнен с возможностью нагрева воздуха, приводимого в движение внутри обжарочной камеры,

- при этом рабочий орган подачи воздуха и электрический нагреватель расположены внутри корпуса (4), и при этом корпус содержит выпускное отверстие (41) для горячего воздуха, выполненное с возможностью прохождения горячего воздуха из корпуса в нижнее отверстие (11) камеры, и при этом электрический нагреватель (3) расположен непосредственно под выпускным отверстием (41) для горячего воздуха,

- причем обжарочная камера (1) прикреплена к корпусу (4) с возможностью извлечения, при этом нижнее отверстие (11) обжарочной камеры объединено с выпускным отверстием (41) для горячего воздуха на корпусе, когда обжарочная камера прикреплена к корпусу,

причем аппарат содержит подвижное закрывающее устройство (5), выполненное с возможностью:

- закрытия выпускного отверстия (41) для горячего воздуха при извлечении обжарочной камеры из корпуса и

- открытия выпускного отверстия (41) для горячего воздуха при прикреплении обжарочной камеры к корпусу.

2. Аппарат по п. 1, в котором перемещения подвижного закрывающего устройства (5) пассивно механически активируются посредством перемещения при извлечении обжарочной камеры из корпуса и посредством перемещения при прикреплении обжарочной камеры к корпусу.

3. Аппарат по п. 1 или 2, в котором закрывающее устройство содержит скользящую пластину (51, 51a, 51b), выполненную с возможностью скольжения над выпускным отверстием (41) для горячего воздуха и от него, и при этом указанная пластина выполнена с возможностью сопряжения с участком нижней части обжарочной камеры.

4. Аппарат по предшествующему пункту, в котором указанная скользящая пластина изготовлена из одной цельной заготовки материала и выполнена с возможностью вращения или поступательного перемещения.

5. Аппарат по п. 3, в котором указанная скользящая пластина выполнена из нескольких шарнирных элементов (51a, 51b).

6. Аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором закрывающее устройство (5) содержит смещающий элемент (55), выполненный с возможностью принудительного перемещения закрывающего устройства (5) для закрытия выпускного отверстия (41) для горячего воздуха при извлечении обжарочной камеры (1) из корпуса (4).

7. Аппарат по любому из предшествующих пунктов, в котором закрывающее устройство (5) изготовлено из деформируемого материала.

8. Аппарат по любому из пп. 1 или 3-7, в котором закрывающее устройство (5) приводится в действие двигателем и автоматически перемещается для закрытия выпускного воздушного отверстия (41).

9. Аппарат по любому из предшествующих пунктов, содержащий датчик (6) положения камеры, выполненный с возможностью обнаружения прикрепления камеры к корпусу.