專利名稱：改進的熱飲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如咖啡機之類的熱飲制造機，并且更加具體地，涉 及具有為沖泡飲料提供最佳沖泡性能、熱效率和安全性的特征的熱飲
制造機。
背景技術(shù)：
已知的滴漏式熱飲制造機具有多種特征，并且典型地，具有相同 類型的供水噴嘴或"噴淋頭"，其將水滴入或引導(dǎo)到?jīng)_泡筐和過濾部 件中。典型的沖泡筐直接在供水噴嘴之下保持咖啡粉，以便熱水滴入 到筐中并與咖啡粉混合，以便沖泡的咖啡從沖泡筐底部中的一個或多 個開口滴出。和沖泡筐一樣，供水的速度通常是固定的，然而消費者 可以選擇改變咖啡粉的量以及改變粉末的質(zhì)地和大小。這些和其他因 素能夠影響水與粉末的混合，并且這樣一來就負(fù)面影響了沖泡出飲料 的沖泡濃度和味道。通過使用以下方法實現(xiàn)優(yōu)選的用于沖泡咖啡的方 式1)將預(yù)定量的咖啡粉放置在錐形或筐狀紙過濾器中；2)使水達 到90-95攝氏度的溫度；3)以高速將水送入咖啡粉中，以獲得咖啡粉 和水的良好混合的漿液；4)維持對特定類型的咖啡而言最好的水和粉 末之間的預(yù)定接觸時間，以確保水己從咖啡中提取了香味元素而不是 苦酸味。
其他己知的熱飲制造機通常具有用于接收沖泡的飲料的玻璃壺或 諸如用于接收沖泡的飲料的雙壁壺之類的絕熱壺中的任一種。典型地，飲料制造機在放置壺的底部處具有保溫板，以便為剛剛沖泡飲料的壺 保溫。當(dāng)使用絕熱壺時，這樣的保溫板是不必要的并且無效。如果它 沒有關(guān)閉，那么就是電能的無效使用。當(dāng)使用非絕熱壺時，保溫板用 于將沖泡飲料維持在加熱狀態(tài)。盡管用熱飲器具手動觸發(fā)保溫板是已 知的，但是這樣的器具需要用戶記住何時將板接通或斷開。

發(fā)明內(nèi)容
希望提供這樣的熱飲器具.，齊沖泡熱飲并且克服了上面討論的己 知器具的缺點。在此公開的本發(fā)明實現(xiàn)了這些以及其他目的。
本發(fā)明通過以下實現(xiàn)這些以及其他目標(biāo)提供多個熱水供應(yīng)噴嘴， 其在壓力下將熱水同時引導(dǎo)到?jīng)_泡筐之內(nèi)的特定點，而不管筐內(nèi)粉末 的量或類型，這會確保熱水和粉末的徹底混合，以送出最佳沖泡的飲 料。另外，本發(fā)明涉及熱傳感器，其與壺相接觸地安置，以檢測壺是 否是絕熱的，以便確定是否要自動觸發(fā)保溫板。
根據(jù)本發(fā)明的咖啡機以下述方式實現(xiàn)上述以及其他目標(biāo)1)高速 水流在幾乎整個沖泡過程中幫助粉末均勻分散在水中；2)控制水流以 最小化從4杯到12杯的沖泡時間變化；3)在沖泡過程的主要部分保 持沖泡溫度恒定；4)專用傳感器防止取出壺時咖啡溢出；5)傳感器 指示用于收集咖啡的是絕熱壺還是玻璃壺，控制保溫板是否應(yīng)當(dāng)通電； 6)如果在使用絕熱壺的話，由于其較小的容量，則傳感器防止沖泡多 于10杯；7)當(dāng)沒有足夠的水可用于沖泡一壺咖啡時，傳感器發(fā)信號 通知咖啡機。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的飲料制造機的立體圖。
圖2是圖1中的咖啡機的局部分解立體圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的咖啡機的壺的示意性局部橫截面圖。
圖4是圖1的咖啡機的前視圖。
圖5是圖4的咖啡機的控制面板的放大圖。 圖6是沿著圖3的線8-8的放大橫截面。 圖7是圖3的壺保溫板的橫截面圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的咖啡機1允許用戶在通過加壓沖泡一次沖泡一杯或 者通過大氣沖泡(亦即非加壓)沖泡一整壺咖啡之間選擇。圖1的咖 啡沖泡設(shè)備包括外殼2、水容器3以及控制裝置4和5，控制裝置4 和5用于選擇沖泡的類型、用于接通與斷開咖啡機、和用于開啟沖泡 過程。粉末杯6用于一次沖泡單祐，而壺7則用于在沖泡一壺咖啡時 接收沖泡的咖啡。另外，承滴盤8和承滴盤蓋9用于支持在加壓沖泡 期間沖泡的咖啡被分配到其中的一個或兩個杯子。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的咖啡沖泡設(shè)備具有這樣的部件，其在 沖泡咖啡的同時，控制咖啡的量以及咖啡的溫度和味道。使用了機電 水泵14、用于加熱水并將其維持在預(yù)定溫度的煮水器10、以及用于確 定流過通常已知類型的系統(tǒng)的水量的流量計12。圖示了用于將水送入 咖啡過濾器中的噴水器13。在圖2中顯示了用于在壓力下沖泡咖啡的 熱水傳送機構(gòu)11，以及將供水機構(gòu)11升高到粉末杯34中和將其從粉 末杯降低出來的齒輪箱15。在共同待審專利申請?zhí)?11/129041)中詳 細描述了供水機構(gòu)11和齒輪箱15的細節(jié)。
圖3顯示了與機器的大氣沖泡部分性能有關(guān)的部件。顯示了咖啡 壺7的示意性輪廓。位于壺7上面的是過濾器支架17，用于支持咖啡 過濾器18，以橫截面顯示。過濾器支架17之上是以局部橫截面顯示的 噴水器13，具有模擬從噴水器噴嘴19向外噴射水流的線35。壺7下 面是具有彈簧加載的傳感器21的保溫板20，其與壺7的底部相接觸。 當(dāng)詳細討論咖啡制造設(shè)備1的性能時，傳感器21的重要性將變得明顯。
所示噴水器13由通過管子連接到煮水器出口的位于中心的供水
開口 22組成。噴水器具有流體連接到進水口的3個(其他數(shù)量也可以) 臂23、 24和25。每個臂與噴嘴19端接，其被引導(dǎo)，以便從噴嘴19發(fā) 出的水的噴射35幾乎與咖啡過濾器18的外壁平行地流動。3股噴射 35的水在在過濾器底部37的略微上方的空間某點26處會合。通過以 這樣的方式安置噴射35，無論過濾器18中放置的咖啡粉的量如何，保 證了 3股噴射35會撞擊咖啡使之相互離開，從而確保了咖啡/水混合物 被良好攪拌，并且咖啡粉變得與水均勻地混合。這對確保從所有的咖 啡粉中一致提取是重要的。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的壺保溫板20的放大橫截面圖。其顯示了位于 保溫板20中的傳感器21。傳感器21由具有頂部28的頂蓋27、側(cè)壁 29和圓周凸緣30組成。頂蓋27由諸如黃銅或鋁之類的導(dǎo)熱材料制成。 在頂蓋的頂部具有諸如NTC之類的溫度傳感器31，其傳導(dǎo)地連接到頂 蓋27的頂部。頂蓋27由彈簧32朝著壺7的方向向上推動。在凸緣上 具有電觸點33，其與凸緣30電絕緣。溫度傳感器31和電觸點33兩者 都連接到咖啡沖泡機1的控制電路。溫度傳感器31將一直測量壺7的 溫度。當(dāng)從保溫托盤提起壺7時，電觸點33會用板20關(guān)閉電路，因 為彈簧32那時會向上推動頂蓋27，并且觸點會連接到保溫板20。
在操作中，希望沖泡一壺7咖啡的用戶接通咖啡機1。這會發(fā)信 號給熱水器10，將罐3中的水加熱到90-95'C的合適的沖泡溫度。用戶 應(yīng)當(dāng)檢查水容器3中是否有足夠的水。然后，用戶將預(yù)定量的咖啡粉 放置在位于沖泡筐17中的沖泡:過濾器18(—次性的紙過濾器或永久性 的過濾器)中。下一步，通過將杯指示器4和5設(shè)置到適當(dāng)數(shù)目(從2 到12杯)，用戶選擇希望的杯數(shù)。其后用戶選擇希望的沖泡濃度(味 淡的、常規(guī)的或味濃的)。其后用戶開始沖泡過程。可選擇地，用戶 能夠設(shè)置自動"接通"， 一直到咖啡應(yīng)當(dāng)制備好可以飲用時。當(dāng)沖泡 過程開始，以下會發(fā)生
1.電子控制器將確定貯水器中是否有足夠的水以沖泡12杯咖啡。
如果沒有，則信號(視頻和/或音頻)會發(fā)生以警告用戶加水。(可選 擇地，也能夠使用這樣的控制器，其確定罐中的水是否足以沖泡選擇 的杯數(shù))。
2. 位于保溫板處的傳感器檢測壺是否就位。
3. 泵將水從水容器中泵入加熱罐，并從而將熱水從加熱罐送入到 沖泡筐中。當(dāng)熱水從罐中轉(zhuǎn)移時，冷水會被加熱到預(yù)置的沖泡溫度。
4. 程序控制供水速率，使得以這樣的速率送出預(yù)先選擇的杯數(shù) 總的沖泡過程會保持恒定，而不管沖泡的杯數(shù)。這就意味著，與要沖 泡較多杯相比，如果要沖泡較少杯，則送出速率會較慢。能夠以若干 方法控制供水速率，例如
a. 通過使泵放慢。
b. 通過使泵循環(huán)接通和斷開。
5. 開始沖泡過程幾分鐘之后，將控制位于保溫板中并且接觸壺底
部的傳感器來確定
a. 壺的溫度在5(TC以下嗎？
b. 壺的溫度在50'C以上嗎？
6. 如果壺的溫度在5(TC以下，則這表明使用的壺是絕熱壺，因 為它里面的咖啡不會加熱與壺內(nèi)部絕熱的底部。在那種情況下，保溫 加熱器會保持?jǐn)嚅_。 —
7. 如果壺底部溫度標(biāo)明在5(TC以上，那么保溫加熱器將接通并 且將由傳感器控制，以維持咖啡溫度在75和85'C之間，這是在將它倒 入杯中用于飲用之前用于保持咖啡的適當(dāng)溫度。
8. 如果用戶設(shè)置咖啡機以沖泡12杯，并且使用絕熱壺(其具有
10杯的最大容量)，則由于絕熱壺的較小容量，傳感器會命令電子控 制器在IO杯之后停止沖泡過程，以防止咖啡溢出。
9. 如果在沖泡過程中壺因為任何原因被移走，則傳感器會自動停 止泵再將水送入到?jīng)_泡筐中，直到將壺返回到它的位置為止。那樣做 以防止沖泡筐溢出，因為它的出口在壺被移走時會自動關(guān)閉，在本領(lǐng) 域中被稱為"滴漏停止"。
10. 為了在沖泡筐中產(chǎn)生良好混合的漿液，以3股噴射流將熱水
送入到?jīng)_泡筐中。位于沖泡筐之上的"噴淋頭"中的3個噴嘴產(chǎn)生這
些噴射流。噴嘴被設(shè)計位沿著平行于過濾器外壁流動的角度引導(dǎo)噴射
流，從而確保水會在3個離散的位置處沖擊過濾器中的粉末，而不管
過濾器中咖啡粉的量。
11. 咖啡機會通過視頻和/或音頻信號指示沖泡過程完成。
12. 在沖泡過程的結(jié)尾，罐中的加熱器會自己斷開?？蛇x擇地， 能夠命令它在額外的預(yù)定時間保持接通并且將罐中的水維持在沖泡溫 度，然后自己斷開。
13. 在另一個預(yù)置的時間量之后，保溫加熱器會自己斷開，因為 如果保持在服務(wù)溫度太多小時的話，咖啡會喪失其味道而變苦。信號
(音頻或視頻)會指示用戶咖啡不再處于服務(wù)溫度。
盡管已在此描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是可以理解，能夠進 行各種修改而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱飲制造設(shè)備(1)，包括用于容納液體的罐(3)；用于選擇性地加熱所述液體的熱源(10)；用于將所述液體從所述罐移動到混合區(qū)域(17)的液體輸送系統(tǒng)(14)；位于所述混合區(qū)域內(nèi)的沖泡粉末容器(18)，用于容納要與所述水混合以形成飲料的粉末；多個混合噴嘴(19)，用于將所述液體的壓力噴射(35)同時引到到所述混合區(qū)域內(nèi)，從而與所述水與所述粉末混合；以及出口36，用于將所述飲料制造設(shè)備外部的所述噴嘴輸送到所述出口附近的容器內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述粉末容器(18)具有底板部分(37)，以及所述壓力噴射(35) 在所述底板上方的某個位置26會合。
3. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，進一步包括 容器支撐板20，用于支撐所述設(shè)備上的所述容器；和 用于測量所述容器重量的重量傳感器33。
4. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，進一步包括 容器支撐板20，用于支撐所述設(shè)備上的所述容器；和 溫度傳感器31，用于測量所述容器的溫度。
5. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，.其中所述重量傳感器33與所述設(shè)備的控制電路通信以自動地控制輸 送到所述容器的飲料的量。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述溫度傳感器31與所述設(shè)備的控制電路通信以自動地控制位 于下部的加熱元件并與所述容器通信。
全文摘要
熱飲沖泡設(shè)備1具有多個熱水供應(yīng)噴嘴19，其在壓力下將熱水同時引導(dǎo)到?jīng)_泡筐17之內(nèi)的特定點26，而不管筐17內(nèi)粉末的量或類型，這會確保熱水和粉末的徹底混合，以送出最佳沖泡的飲料。另外，本發(fā)明關(guān)注熱傳感器31重量傳感器33，其與壺7相接觸地安置，以傳感壺是否是絕熱的，以便確定是否要自動觸發(fā)保溫板20。
文檔編號A47J31/18GK101181134SQ200610149379
公開日2008年5月21日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者加里·P·麥戈納格爾, 勞拉·J·尼克松, 多夫·Z·格呂克斯曼, 約翰·P·奧利佛 申請人:康奈爾公司