CN103648341B - 带有热水器的泡制单元 - Google Patents

Abstract

一种泡制单元，包括：泡制室，其包括可相对于彼此移动的至少两个泡制室部分(215B,227;321,323;421,423)；热水器(207;315;403)；热水导管，其用于将热水从所述热水器馈送到所述泡制室中；饮料分配导管(219;334;434)，饮料从其中被分配。热水器具有腔体(207C;315E;403C)，饮料分配导管延伸穿过该腔体以连接到外部饮料分配嘴(5;5A)。

Description

带有热水器的泡制单元

技术领域

本发明涉及用于从松散的咖啡粉或单剂量包装(诸如胶囊或囊包)制备诸如咖啡的饮料的泡制单元。

背景技术

为了制备诸如咖啡、茶、基于蔬菜的浸剂等热饮料，常常使用呈所谓的胶囊、囊包、盒等形式的单剂量包装。在下文中，术语“胶囊”将用来广泛地指代这样的单剂量包装。应当理解，除非具体指明，所述术语应理解为涵盖适合用于通过使用热的且可能地加压的水提取来制备饮料或其它可食用产品的任何类型的单剂量包装。单剂量包装可包括足够的成分来制备不止一部分饮料(例如，两个部分)。

胶囊通常包含用于制备饮料的成分。热水被迫在足够的压力下流过胶囊以从包含在胶囊中的成分提取香味。存在几种类型的装置来用于操纵胶囊和用于浸渍，即，通过水穿过而从胶囊提取香味的阶段。

一些咖啡机设计用于使用松散的咖啡粉或其它松散的产品。在这些机器中，将一定剂量的松散产品填充到泡制室中。泡制室以防水方式封闭并且热加压水从热水器馈送通过填充在泡制室中的产品，以从成分提取香味。

美国专利No. 6,129,006和EP-A-0931491公开了一种具体地旨在用于从散装咖啡粉泡制咖啡的泡制单元。这种已知的泡制单元包括泡制室和热水器。热水器靠近泡制室布置。由热水器产生的热的加压水直接流入泡制室中。泡制室与热水器热接触，使得功耗被最优化。将热水器靠近泡制室布置的优点是减少了加热的水沿着从热水器到泡制室的路径的热耗散。

美国专利No. 5,657,683公开了一种热饮料泡制设备，其中泡制室被热水贮存器围绕，热水贮存器包含布置在其中的加热电阻器。泡制的饮料通过管道分配，该管道延伸跨过包含在所述贮存器中的水。

发明内容

尤其是在意大利浓缩咖啡机中，所分配的饮料的温度是关键的方面。意大利浓缩咖啡的一部分通常包含少量饮料，一旦从咖啡嘴被分配，该饮料就迅速冷却。另一方面，饮料温度是表征优质意大利浓缩咖啡的基本特征之一。增加泡制水温度不是解决上述问题的可行方案，这是因为过高的泡制水温度将破坏咖啡粉，从而导致最终饮料的差味道。

上述问题特别影响在开启咖啡机时或在机器长时间待机之后首次分配的意大利浓缩咖啡。

在用于使用流过泡制单元的热水制备人消费的不同类型的饮料的机器中，也可能出现类似的问题。

本发明涉及一种泡制单元，其解决或至少缓解上述问题。本发明还涉及一种包括这样的泡制单元的用于制备适合人消费的饮料的机器。

根据本发明，提供了一种用于制备饮料的泡制单元，该泡制单元包括：泡制室，其包括可相对于彼此移动的至少两个泡制室部分；热水器；热水馈送导管，其用于将热水从所述热水器馈送到所述泡制室中；饮料分配导管，所述饮料从其中被分配。热水器具有主体，其例如由诸如铝或另一种导热金属的合适的导热材料制成。优选地，主体容纳电阻器和水加热导管。在通电时，由电阻器产生的热量通过形成主体的材料以热传导方式加热流过水加热导管的水。热水器的主体形成空腔体，饮料分配导管延伸穿过该腔体以连接到外部饮料分配嘴。优选地，水加热导管缠绕在腔体周围，从而形成围绕所述腔体且在所述主体内的一个或多个螺旋线圈。另外，电阻器优选地缠绕在腔体周围，从而形成一个或多个线圈。因此，由电阻器产生的热量一方面加热流过水加热导管的水，并且另一方面加热饮料分配导管所延伸穿过的腔体。饮料分配导管因此由于热水器所耗散的热量而保持在高于环境温度的温度。由机器分配的第一饮料已经足够热，而不需要将泡制水温度增加至超出给定的阈值。

在本说明书和所包含的权利要求的上下文中，术语“泡制室”不应当然地理解为密封封闭的室。相反地，如从本发明的一些示例性实施例的详细描述将变得清楚的，泡制室也可由限定空间的室部分形成，在该空间内布置有胶囊或盒，并且该空间本身不是密封的。在这种情况下，泡制室部分保持胶囊并且在加压水流过胶囊时防止胶囊破裂。然而，室部分围绕胶囊，而不一定提供围绕胶囊的防水密封。

在一些实施例中，第一泡制室部分和所述第二泡制室部分可在打开位置和关闭的泡制位置之间移动，在打开位置中，所述两个泡制室部分彼此远离以用于在两者间接纳包含成分的包装。优选地，第一泡制室部分和第二泡制室部分可相对于彼此沿着基本上水平的方向移动，并且当泡制室部分处于打开位置时，包含成分的包装被基本上竖直地引入到第一和第二泡制室部分之间。

在一些实施例中，泡制室部分中的至少一个与所述热水器热接触。这增加了泡制单元的热效率，并且在机器长时间待机之后或在机器启动时也允许保持合适的泡制温度。在一些实施例中，与所述热水器热接触的泡制室部分包括用于胶囊的凹部。由于泡制室和胶囊之间较大的热交换表面而获得提高的热效率。

当与热水器热接触的泡制室部分被至少部分地布置在由所述热水器的主体形成的支座中时，获得特别高的热效率，其中所述主体包含水加热导管和电阻器。以此方式，通过热传导在电阻器和室部分之间直接交换热量。例如，泡制室可由形成热水器的主体的金属块(诸如铝或铝合金)的一部分形成。

在一些实施例中，其中布置有泡制室的所述部分的支座可与沿热水器的主体延伸的贯穿腔体流体连接，所述饮料分配导管沿所述腔体延伸。由此获得这样一种布置：其中热水器包括主体，在主体中嵌入至少一个电阻器和至少一个水加热导管，并且该主体形成其中布置着泡制室部分的支座，例如轴向支座。轴向支座可沿着热水器主体的一部分延伸并且延伸至形成向与所述支座相对的热水器主体的端部开放的腔体，使得饮料分配导管从支座跨过热水器延伸至其外部，从而沿着上述腔体扩展。

在一些实施例中，所述至少两个室部分中仅一个可相对于例如静止的支撑框架移动。根据其它示例性实施例，所述至少两个室部分两者均可相对于静止的支撑结构等移动。在一些实施例中，泡制室可包括超过两个泡制室部分，并且它们中的一个、两个或更多可以是可移动的。

附图说明

结合附图，通过参考下面的详细描述，能够容易地获得并更好地理解对本发明所公开的实施例的更全面认识以及本发明的许多附带优点，其中：

图1示出包括根据本发明的泡制单元的咖啡机的透视图；

图2示出根据本发明的第二实施例的泡制单元的透视图；

图3示出热水器被移除的图2的泡制单元的透视图；

图4示出从图2和图3的泡制单元移除的热水器的透视图；

图5示出泡制室处于打开位置的根据图2至图4的泡制单元的纵向剖视图；

图6示出泡制室处于关闭位置且胶囊做好泡制准备的图2至图5的泡制单元的纵向剖视图；

图7示出沿图6中的线VII-VII的横向剖视图；

图8示出沿图7中的线VIII-VIII的横向剖视图；

图9示出在洗涤或除垢周期之前的根据图2至图8的泡制单元的纵向剖视图；

图10示出在洗涤或除垢周期期间的根据图2至图9的泡制单元的纵向剖视图；

图11示出沿图10中的线XI-XI的横向剖视图；

图12示出根据另一实施例的泡制单元的透视图；

图13示出沿竖直纵向平面的图12的泡制单元的剖视图；

图14示出泡制单元处于关闭位置的类似于图12的透视图；

图15示出处于关闭位置的泡制单元的剖视图；

图16和图17示出分别处于打开位置和关闭位置的根据不同的实施例的咖啡机的等角透视图，其中外壳的一些部分被移除；

图18、图19和图20示出处于三种不同的操作状态的图16和图17的机器的剖视图；

图18A和图20A分别示出沿着图18中的线XVIII-XVIII和图20中的线XX-XX的剖视图；

图21A-23C示出处于不同位置的图16至图20A所示机器的胶囊弹射系统的一个实施例的细节。

具体实施方式

示例性实施例的下列详细描述参考了附图。不同图中的相同参考标号表示相同或类似的元件。另外，附图未必按比例绘制。另外，下列详细描述不限制本发明。相反地，本发明的范围由所附权利要求限定。

在说明书全文中，对“一个实施例”或“实施例”或“一些实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在说明书全文中，在不同地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”不一定指的是(多个)相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。

下面将具体参照通过使用预包装胶囊来制备咖啡饮料的泡制单元。然而，应当理解，本发明也可以体现在使用诸如咖啡粉的松散成分的泡制单元，以及借助于利用热加压水的提取来制备不同类型的适合人消费的饮料的单元中。饮料应广义地理解为包括基本上液态的可食用产品。

图1一般地示出包括泡制单元的与胶囊一起使用的手动操作的咖啡机，下文将参照图2至图15描述该泡制单元。咖啡机1包括在咖啡机嘴5下方的格栅3，一个或两个杯子T可置于格栅3上，咖啡机嘴5设有两个喷嘴5A，由泡制单元2制备的饮料从这两个喷嘴供应。滴盘3A布置在格栅3下方。

图2-11的实施例

图2-11示出了根据本发明的第一实施例的泡制单元。泡制单元作为整体标示为202并且可以被布置在咖啡机中，诸如图1中用图解法示出的咖啡机中。

参看例如图2至图4，泡制室容纳在彼此连接以形成封闭结构框架的两个侧面板205之间，该框架支撑由加压的泡制水在泡制周期期间产生的力。在一端处，侧面板205通过热水器207彼此相连。

在一些实施例中，热水器207优选地为即热式或过流式热水器。热水器207可包括(特别地参见图5)例如由铝、铝合金或另一种合适的传热材料制成的主体207B。主体207B容纳优选地螺旋缠绕的电阻器209，电阻器209设有连接器209A以用于连接到未示出的电源。在主体207B内还布置有优选地螺旋缠绕的水加热导管211，泡制水被泵送通过该水加热导管。进水口示出为211A。主体207B具有内部腔体207C，内部腔体207C沿着热水器的整个主体207B延伸，并且咖啡分配导管延伸穿过内部腔体207C，如随后将描述的那样。

在外表面上，热水器207的主体207B设有正交于主体207B的轴线延伸的两个相对的突起207D。两个突起207D可例如通过压铸与主体207B一体地形成。两个突起207B形成用于将热水器207连接到两个板205的接合构件。突起207B可约束在形成于侧面板205中的支座213中。板215可借助于螺钉217连接到侧面板205，螺钉217接合在形成于所述板215的突出部215A中的螺孔中。在一些实施例中，板215在中央形成在215B处示出的泡制室的第一部分。板215的中部215B可以是漏斗形的并且在中央设有出口孔215C，咖啡饮料从该出口孔分配到延伸穿过热水器207的腔体207C的饮料分配导管219中。板215与热水器207的主体207B机械接触，使得热水器207实际上与由所述板215形成的泡制室的部分热接触。从热水器207的主体207B到板215的热传导使泡制室的至少一部分保持在高于环境温度的温度。

与热水器207相对，提供了反向的闭合构件。在图示实施例中，提供了液压装置221。液压装置221包括借助于所述螺钉223接合到侧面板205的外气缸225。因此，热水器207、液压装置221的气缸225和侧面板205形成封闭泡制室的结构框架。

泡制室由板215的中部215B、形成液压装置221的一部分的活塞227和可枢转地接合到块231的枢转托架229形成，块231约束到液压装置221。枢轴销233将托架229连接到块231。围绕枢轴销233安装的螺旋弹簧234将两个托架229弹性地偏置在关闭位置。在所述关闭位置，托架229的远端(即与枢轴销233相对的端部)彼此邻接。

托架229可具有弧形形状和基本上圆柱形或截头圆锥形的内表面229A，内表面229A的形状对应于胶囊C的侧壁的外形。当托架229处于关闭位置时，其圆柱形或截头圆锥形内表面229A因此限定对应于胶囊C的外侧表面的封闭表面。

活塞227设有闭合表面227A，该表面面向板215且被设计成压靠胶囊C的顶部表面。活塞227滑动地容纳在气缸中并且被压缩弹簧228推靠到气缸225的底部。由此在气缸225的底部和与表面227A相对的活塞227的表面227B之间形成加压流体室。

为了关闭泡制室，加压流体通过导管235流到由气缸225的内表面和活塞227的表面227B限定的加压流体室中。加压流体对抗弹簧228的作用偏置活塞227，以便将表面227A压靠到胶囊C的顶部表面。加压流体可以是由将加压水馈送到热水器207的相同的泵或不同的泵馈送的冷水。

由热水器207分配的热水流过导管237进入形成于活塞227中的热水室239(特别地参见图7和图8)。接口将热水室239连接到增压室241，增压室241又与结束于活塞227的表面227A上的导管243流体连接。校准的阀门245关闭在室239和增压室241之间的接口，直到热水室239中的压力达到例如在8-20巴的范围内的预设值。

泡制单元202的操作在图5和图6的序列中清楚地示出。当液压装置221打开(图5)，即，活塞227在弹簧228的作用下完全缩回气缸225中时，胶囊C可被引入泡制单元202中。在一些实施例中，在前一泡制周期中使用的用过的胶囊C0仍保持在托架229之间(参见图5)。新胶囊C因此从上方被推入托架229之间并且施力于托架229以对抗弹簧234的作用打开。保持在托架229之间的用过的胶囊C0由此被释放并且通过重力下落到未示出的收集托盘中。新胶囊C被推入托架229之间，托架229由于弹簧234所施加的力而围绕新胶囊关闭。

在一些实施例中，如图5至图11所示，当两个泡制室部分215B和227彼此间隔开时，新胶囊C借助于枢转臂230被推入托架229之间，枢转臂230在232处铰接到机器的固定结构(未示出)。枢转臂230承载在238处铰接到臂230的杠杆236。杠杆236又包括彼此成大约90°取向的两个部分236A、236B。部分236A形成将胶囊C推入托架229之间的推杆。部分236B承载用于随后将说明的目的的假胶囊240。

一旦胶囊C已经定位在托架229之间且因此位于两个远离的泡制室部分215B和227之间，加压水就被馈送通过导管235，以通过抵靠胶囊C施力于活塞227而使两个远离的泡制室部分朝彼此移动，直到活塞227的前表面227A密封地接合胶囊C的顶部表面为止。由活塞227施加的推力也造成胶囊C用其底部表面压靠板215，从而抵靠板215密封地接合胶囊。因此由活塞227的表面227A、托架229和板215形成泡制室。在一些实施例中，胶囊C的圆柱形或截头圆锥形侧壁足够坚固以抵抗由水产生的内部压力，使得不需要特殊措施来将托架229保持在关闭位置。在其它实施例中，活塞227可设有锁定销或类似的锁定装置，其与托架229接合，使得因内部压力导致的胶囊C的任何侧向膨胀都被由所述锁定销锁定在关闭位置的托架229所阻止。

一旦泡制室关闭，如图6所示，热的加压水就从热水器207通过导管237流到室239中。一旦压力达到阀门245的打开压力，阀门245就打开，并且加压的热水流入且流过胶囊C。加压的热水从包含在胶囊中的成分(例如，咖啡粉)提取香味，并且由此制备的饮料通过孔215C和导管219离开泡制室。导管219连接到饮料分配嘴(未示出)，饮料从饮料分配嘴分配到容器中。

在泡制期间由加压水施加在相对表面：活塞227的227A和板215的215B上的推力被释放到由热水器207、侧面板205和液压装置221的气缸225形成的结构框架上。

热水器207被布置成靠近泡制室，使得从热水器207到泡制室的热水分配导管的长度减小，从而一方面最小化热量损失，并且另一方面最小化在热水器和泡制室之间的水的量，这部分水降低在泡制单元的一段时间待机之后的第一泡制周期期间分配的饮料的温度。

此外，在该实施例中，从其中分配饮料的饮料分配导管219延伸穿过热水器207的空腔体207C，使得饮料的温度得以保持，或者至少温度下降被限制到最低，从而在机器的分配嘴处获得较热的饮料。此外，当热水器207开启时，饮料分配导管219保持在高于环境温度的温度，甚至在开启其中布置有泡制单元的咖啡机之后或者在长时间的待机间隔期之后执行第一泡制周期之前。因此，由泡制单元分配的第一批饮料也相对地热。

图2至图11中所示实施例设计用于结合具有可渗透的顶部表面和底部表面的胶囊使用，使得不需要穿孔器具。在一些未示出的其它实施例中，可提供用于胶囊的顶部表面或底部表面或者顶部表面和底部表面两者的穿孔器。

此外，如上所述，图2-11的实施例设有由枢转臂230承载的假胶囊240。假胶囊是具有接近胶囊C的形状的形状且设有通孔240A的物体(图5-11)。假胶囊也可设有由环形脊240C围绕的两个相对的压痕240B。在正常的泡制周期期间(图5、图6)，假胶囊240保持在不接触位置，抵靠枢转臂230的下表面被折叠，使得它不妨碍泡制单元202。

当泡制单元必须经历洗涤或除垢周期时，水或洗涤介质必须循环通过包括热水器207、泡制室和咖啡分配导管219的机器的液压回路。由于泡制室不密封，在洗涤或除垢周期期间使用的任何流体将滴出并且不会恰当地流过回路到达饮料分配嘴。通过在活塞227的表面227A和板215之间插入假胶囊240并且通过将活塞227推靠到假胶囊240，在活塞227和饮料分配嘴之间形成密封的液压回路，使得水或洗涤介质能正确地流过其中。假胶囊240在直径上略大于正常胶囊C，使得一旦将其被推入托架229之间，托架229就保持展开(特别地参见图11)，并且假胶囊240能通过简单地抬高枢转臂230而容易地取出。

通过将假胶囊240支撑在枢转臂230上，防止了假胶囊的丢失。另外，在洗涤或除垢周期已经完成之后，假胶囊从泡制单元202缩回并且不落入泡制单元下方的废旧胶囊托盘中。

如上所述的假胶囊可用于设有布置成将胶囊推入泡制单元中的臂或杠杆的任何泡制单元中。

因此，根据另一方面，本发明还涉及用于制备饮料的泡制单元，其包括泡制室、用于打开和关闭泡制室的器具、诸如枢转臂或杠杆的用于将胶囊推入泡制单元中的可移动单元，其中所述可移动单元支撑假胶囊。有利地，假胶囊可移动地支撑在所述可移动单元上，使得它能相对于可移动单元采取工作位置或不工作位置。在不工作位置，假胶囊不妨碍泡制单元。在工作位置，假胶囊代替正常胶囊进入泡制单元。在优选实施例中，假胶囊由具有两个部分的枢转臂支撑，在这两个部分之间形成例如90°的角度。一部分形成用于将正常胶囊推入泡制单元中的胶囊推杆。另一部分与假胶囊一体化。

图12-15的实施例

图12-15示出了根据本发明的泡制单元的另一个实施例。

整体标为302的泡制单元包括固定壳310和布置在所述固定壳310的顶部上且约束到该顶部的块312。固定壳310和块312安装在诸如图1中的咖啡机1的咖啡机内的固定位置。壳310包封泡制室的两个部分并且容纳结构框架，该结构框架围绕泡制室并且在泡制过程期间在泡制室内部产生的力被释放到该结构框架上。

在一些实施例中，结构框架包括两个侧拉杆311。每个拉杆311可由金属片或任何其它合适材料制成。

两个拉杆311的第一端部311A由横向轴313连接到彼此。拉杆311的相对的第二端部311B被成形以便形成用于连接到热水器315的连接器构件。在一些实施例中，拉杆的端部311B设有通孔，用于提供到设置在热水器315的外表面上的对应突出部315A的机械连接。

两个拉杆311、轴313和热水器315结构上连接以形成接纳在泡制期间泡制室中产生的力的所述结构框架。热水器315因此形成所述框架的结构部件。在未示出的其它实施例中，提供了一种不同的布置，其中热水器不形成结构框架的部分，和/或结构框架可被省掉并且由不同的器具取代，以经受在泡制室中产生的压力。

在一些实施例中，热水器315包括例如由块形成的主体315B，该块由诸如铝或基于铝的合金的金属或其它传热材料制成。突出部315A优选地形成在主体315B的外侧表面上。主体315B可通过压力压铸制成。突出部315A可以在单个压铸制造步骤中与主体315B整体形成。

在一些实施例中，在主体315B中包封着电阻器315C和水加热导管315D。电阻器315C和水加热导管315D两者均可螺旋缠绕在热水器315的主体315B的轴线周围。电阻器315D到电源线的连接器标以316。水加热导管315D的输入端经由连接管连接到水泵(未示出)。水加热导管315D的输出端具有连接器318，热加压水从连接器318馈送到泡制室，如随后将公开的那样。

这样的热水器为所谓的即热式或过流式热水器，即，为这样一种热水器，其中非常少量的水被包含在螺旋形水加热导管315D中，并且其中电阻器315C功率足够大以便在使用期间水被馈送通过热水器115的同时加热水。

在一些实施例中，泡制室包括两个部分。在图12-15所示实施例中，泡制室包括第一泡制室部分321和第二泡制室部分323。在一些实施例中，第一泡制室部分321相对于包括拉杆311、轴313和热水器315的框架固定地安装。优选地，第一泡制室部分321与热水器315的主体热接触，例如，附接到热水器315或由热水器315支撑。

在图12-15所示实施例中，第一泡制室部分321容纳在刚性地约束到热水器315的主体的支座322中。支座322可与热水器315的主体315B整体形成，例如，它可以在单个模制或压铸制造步骤中用主体315B的剩余部分和突出部315A制造。热水器315由此通过所述支座322与泡制室部分321热接触。热接触意味着热量能通过传导从热水器315的主体315B传递到泡制室部分321，使得热水器315能使泡制室部分321由于热传导而保持在环境温度以上的温度。

第二泡制室部分323可相对于第一泡制室部分321沿着基本上平行于泡制室的轴线A-A的方向顺着双箭头f323移动。

一个或两个所述泡制室部分可以设有穿孔器具以将包含用于通过浸渍制备咖啡饮料或任何其它可食用产品的成分的胶囊C穿孔。

在附图所示实施例中，可移动泡制室部分323设有穿孔器325，穿孔器325延伸穿过设在盘构件327中的孔，盘构件327滑动地布置在可移动泡制室部分323中。盘构件327设有与相对的固定泡制室部分321的环形边缘共同作用的密封环329。当泡制室关闭并且泡制周期开始时，从热水器315流出并离开连接器318的热水通过导管324从可移动泡制室部分323的侧面进入泡制室。柔性管318A连接导管324和连接器318，从而允许两个泡制室部分的关闭和打开移动。加压热水流过设置在盘构件327中的孔并且通过由穿孔器325在胶囊的顶部表面中冲出的小孔进入胶囊C。

弹簧(未示出)将盘构件327推离由可移动泡制室部分323的基本上圆柱形的外壁形成的壳的底部，以便在泡制已经发生之后从穿孔器325移除胶囊C。

固定泡制室部分321为杯形，并且在其底部附近布置有板331，板331设有穿孔的突出部333。突出部333被开孔，使得从包含在泡制室中的成分提取的饮料通过沿突出部333延伸的通道离开泡制室并且通过饮料分配导管334分配。

基本上圆柱形的中空构件335可以容纳在可移动室部分323的泡制凹部内部。圆柱形中空构件335可设有内壁335A，内壁335A具有复制胶囊C的外侧表面的形状的形状，在图示示例中为大致截头的圆锥形形状。中空构件335由布置在圆柱形中空构件335和固定泡制室部分321的底部之间的弹簧337弹性地偏置。所述圆柱形中空构件335充当弹射器以用于在泡制之后从固定泡制室部分323的内部弹出胶囊C。

从其中分配饮料的饮料分配导管334延伸跨过热水器315的主体315B。为了这个目的，热水器315的主体315B为轴向中空的(如在315E处所示)并且具有前通孔315F，中空体315E和通孔315F形成延伸穿过热水器的整个主体的内部腔体，饮料分配导管334可延伸跨过该内部腔体并且连接到机器的饮料分配嘴5、5A。

该特殊布置确保饮料分配导管334被加热并达到高于环境的温度，甚至在第一泡制周期进行之前。饮料分配导管334的加热通过从热水器315的热传导实现。在固定泡制室部分321和热水器315的主体315B之间的紧密接触使得两个泡制室中的较大者被加热泡制水的相同电阻器在泡制周期开始之前加热。两种措施导致已经从由泡制单元302分配的刚好第一饮料部分开始分配热饮料。

用两个穿孔器来对胶囊C的底部表面和顶部表面穿孔不是强制性的。然而，提供两个穿孔器允许使用由塑料、金属片或其它合适材料制成的密封胶囊。例如当使用通过胶囊外部的水压力和/或内部的饮料压力的作用而打开的胶囊时，或者当使用一个或两个相对的表面设有水可渗透的区域(例如用无纺布或者由纸或其它可渗透的材料制成的过滤器封闭的区域)的胶囊时，不排除省略穿孔器中的一个或另一个或者两者的可能性。

虽然固定泡制室部分321被固定地支撑在热水器315上，但可移动泡制室部分323被滑动地支撑在由热水器315、拉杆311和轴313形成的框架内。更具体而言，泡制室的可移动部分323可以设有多对侧向伸出的销323A，其滑动地接合到外壳310的狭槽310A内。销323A具有细长的横截面，使得一对这样的销足以便利地引导可移动泡制室部分323，从而避免其倾斜。

可移动泡制室部分323的移动由曲柄341控制，曲柄341围绕轴313铰接并且在343处枢转到对应的一对杆347。杆继而在348处铰接到可移动泡制室部分323。泡制室部分323的移动可以借助于拉杆349控制，拉杆349在343处铰接到连接曲柄341和杆347的枢轴。拉杆349继而在350处枢转到控制杠杆356，控制杠杆356在357处可枢转地接合到壳310。

控制杠杆356顺着双箭头f356围绕铰链357的旋转造成曲柄341围绕轴313的旋转。曲柄341的旋转运动被曲柄-杆连接341-347转化为可移动泡制室部分323的平移运动。

其它类型的致动机构可用来控制泡制室的关闭和打开。例如，可以使用电动马达或者液压式或气动式致动器，其例如作用于控制曲柄341的移动的轴上。

根据图12至图15所示实施例，胶囊C通过重力引入到泡制室中。为此，在块312的顶部表面312A上设有小孔或狭槽360。胶囊C被迫穿过小孔或狭槽360顺着箭头F1(图13)下落。

当泡制室处于其打开位置(图12、图13)时，借助于销361铰接到上块312的活动偏移构件363被布置在所述小孔360下方。枢转销361优选地平行于轴313和如上所述传递构件356、349、347、341的枢转轴线并且正交于泡制室的关闭和打开运动的方向f323。

如下面更详细说明的，活动偏移器363旨在朝固定泡制室部分321的内部引导和偏移胶囊C并且有利于在泡制之后排出(即弹出)废旧胶囊C。

活动偏移器363围绕销361顺着双箭头f363的旋转运动可以优选地由杠杆356赋予。在图示实施例中，该运动借助于在控制杠杆356和活动偏移器363之间的连接构件来获得。连接构件可包括一对连接杆368，连接杆368在368A处枢转到控制杠杆356并且在368B处枢转到活动偏移器363的附件363A。控制杠杆356的旋转移动因此还造成活动偏移器363的枢转移动。活动偏移器363可以处于分别在图13和图15中示出的两个端部位置，这两个位置分别对应于泡制室的打开位置和关闭位置。

在第一位置，活动偏移器363被布置在小孔或狭槽360下方，使得通过狭槽360引入的胶囊C被活动偏移器363朝泡制室的固定部分321偏移。在第二位置(图15)，活动偏移器363被置于泡制室上方。由杠杆356控制的活动偏移器363的移动逐步进行，使得活动偏移器在泡制室关闭之前从可移动泡制室部分323的路径移开，以便不妨碍关闭移动。

至此所述的泡制单元302的操作如下。在图12和图13中，泡制单元302打开。小孔360可触及以将胶囊C引入泡制单元中。胶囊C通过重力落入泡制单元102内，从而到达在图13的剖视图中以实线示出的位置。在其下落移动期间，胶囊C遇到活动偏移器363的斜槽并且因此停止。活动偏移器363处于这样的位置，使得胶囊C通过遇到活动偏移器363而使其底部朝形成于固定泡制室部分321的内部中的泡制凹部偏移。胶囊C保持在该位置(顶部表面抵靠活动偏移器363并且侧表面抵靠固定泡制室部分321的边缘搁置)，直到泡制单元通过在控制杠杆356上的作用而关闭。

通过向下致动控制杠杆156，泡制室关闭(图14、图15)。在关闭运动期间，活动偏移器363逐渐升高并清理出活动泡制室部分323接近固定泡制室部分321移动的区域。围绕销361的升起枢转运动由控制杠杆356经由杆368控制。

在关闭位置，胶囊C的凸缘F密封地接合在固定泡制室部分323的边缘和活动泡制室部分323的密封件329之间。穿孔器325和333的突起分别在胶囊C的前表面和底部表面中穿透，从而允许热加压水流过胶囊和包含在其中的成分以提取用于制备饮料的香味。

一旦泡制周期结束，就利用控制杠杆356的反向旋转运动再次打开泡制室321、323。活动偏移器363被臂368向下推动，以便抵压胶囊C。胶囊C被由中空构件335上的弹簧337施加的弹性推力从固定泡制室部分321的凹部弹出或至少部分地移除，从而防止胶囊C保持在固定泡制室部分321内部。由活动偏移器363施加在胶囊C上侧上的推力避免胶囊C可能始终粘附到活动泡制室部分323。废旧胶囊C由此通过重力可靠地排出。

图16至图23的实施例

图16至图20示出了本发明的另一个实施例。

图16和图17示出了机器的两个等角透视图，其中外壳的部分被移除，以便示出泡制单元的内部部件。在图16中，机器处于打开位置，即，其中泡制室打开并且准备接纳胶囊。在图17中，机器处于关闭位置，即，其中泡制单元室关闭以执行泡制周期。

机器表示为401。包括热水器403的泡制单元402被置于机器401的上部中，并且由壳的上部401A(在图16和图17中移除)且由靠前地布置的可滑动的覆盖件404(也在图16和图17中被移除并且在图18-20中示出)覆盖。咖啡分配嘴405设置在机器的前部中，其在连接到机器壳的下部401B的滴盘407上方。

在一些实施例中，热水器403为即热式，即，过流式热水器，其包括例如由金属(例如，铝或基于铝的合金)或其它导热材料制成的块形成的主体403B。电阻器411和水加热导管413被包封在主体403B中。电阻器411和水加热导管413两者均可螺旋缠绕在热水器403的主体403B的轴线周围。水加热导管413的输入端经由连接管连接到水泵(未示出)。在一些实施例中，泡制室包括两个部分。在图16-20所示实施例中，泡制室包括第一泡制室部分421和第二泡制室部分423。在该实施例中，第一泡制室部分421安装在腔体403C中，腔体403C设置在形成热水器403的主体403B的块内。优选地，泡制室部分421和热水器403相对于彼此固定且互相热接触。处于热接触意味着热量能通过传导从热水器403的主体403B传递到泡制室部分421，使得热水器403能使泡制室部分421由于热传导而保持在环境温度以上的温度。

如随后将解释的，热水器403可与室部分421一起相对于咖啡机401的壳沿基本上平行于泡制室的轴线A-A的方向顺着双箭头f421移动，以便关闭和打开泡制室。在该实施例中，第二泡制室部分423也可沿基本上平行于泡制室的轴线A-A的方向顺着双箭头f423相对于第一泡制室部分421且相对于咖啡机401的壳移动。

一个或两个所述泡制室部分421、423可以设有穿孔器具以将包含用于通过浸渍制备咖啡饮料或任何其它可食用产品的成分的胶囊C穿孔。

在附图所示实施例中，泡制室部分423设有穿孔器425，穿孔器425延伸穿过盘构件427中的孔，盘构件427可滑动地布置在可移动泡制室部分423中。盘构件427设有与相对的泡制室部分421的环形边缘共同作用的密封件429。当泡制室关闭并且泡制周期开始时，从热水器403流出并离开连接器415的热水通过设置在泡制室部分423中的导管424进入泡制室。加压热水流过设置在盘构件427中的孔并且通过由穿孔器425在胶囊的顶部表面中冲出的小孔进入胶囊C。

弹簧(未示出)将盘构件427推离由泡制室部分423的基本上圆柱形的外壁形成的壳的底部，以便在泡制已经发生之后从穿孔器425移除胶囊C。

泡制室部分421为杯形的，并且在其底部附近布置有板431，板431设有穿孔的突出部433。突出部433被开孔，使得从包含在泡制室中的成分提取的饮料通过沿突出部433延伸的通道离开泡制室，并且通过与分配嘴405流体连通的饮料分配导管434分配。

基本上圆柱形的中空构件435可以容纳在室部分423的泡制凹部内部。圆柱形中空构件435可设有内壁435A，内壁435A具有复制胶囊C的外侧表面的形状的形状，在图示示例中为大致截头的圆锥形形状。中空构件435由布置在圆柱形中空构件435和固定泡制室部分421的底部之间的弹簧437弹性地偏置。所述圆柱形中空构件435充当弹射器以用于在泡制之后从固定泡制室部分423的内部弹出胶囊C。

从其分配饮料的饮料分配导管434沿设置在热水器403的主体403B中的内部腔体403C延伸直到分配嘴405。

该特殊布置确保饮料分配导管434被加热并达到高于环境的温度，甚至在第一泡制周期进行之前。饮料分配导管434的加热通过从热水器403的热传导实现。在泡制室部分421和热水器403的主体403B之间的紧密接触使得两个泡制室部分421、423中的较大者(421)被加热泡制水的相同电阻器在泡制周期开始之前加热。两种措施导致已经从由泡制机401分配的刚好第一饮料部分开始分配热饮料。

根据图16至图20所示实施例，胶囊C通过重力引入到泡制室中。为此目的，在机器壳的顶部表面462上设有小孔或狭槽460。胶囊C被迫穿过小孔或狭槽460顺着箭头F1(图18)下落。胶囊沿向下延伸的通槽464被引导，胶囊的环形凸缘Fc在通槽464中接合。在每个通槽464的下端处布置有胶囊保持构件466。两个相对的胶囊保持构件466之间的距离通常小于胶囊凸缘Fc的外径，使得引入通槽464的新胶囊到达其在图18、图18A中所示的最终位置，并且在所述位置，新胶囊将以凸缘Fc抵靠所述胶囊保持构件466搁置，如图18A所示的那样。这就是最终泡制位置。胶囊在泡制周期期间将保持在该位置。泡制室通过使两个泡制室部分421、423朝胶囊移动而关闭。

泡制室部分421、423的关闭移动可以以各种方式被控制，例如，利用电动或液压致动器。根据附图所示的一个实施例，可以将简单的手动机械布置用于此目的。该布置包括围绕旋转轴线X-X铰接的控制杠杆467，控制杠杆467相对于咖啡机的壳固定。控制杠杆467的旋转造成一对双曲柄469围绕与旋转轴线X-X共轴的枢轴469A的旋转。两个双曲柄469在一端(469B)处铰接到一对带狭槽的L形摇臂471，摇臂471中的每一个设有弯曲狭槽471A。刚性地连接到泡制室部分423的横向销471B具有滑动地接合到弯曲狭槽471A内的相对两端。因此，控制杠杆467围绕轴线X-X的旋转造成泡制室部分423顺着箭头f423的平移移动。

泡制室部分421借助于铰接到相应的双曲柄469的一对摇臂473机械地连接到两个双曲柄469的相对两端。每个摇臂473在一端处铰接到相应的双曲柄469的枢轴销469C，并且在相对端处铰接到刚性地约束到热水器403的枢轴475。

利用这样的布置，控制杠杆467的旋转造成热水器403和约束到其的泡制室部分421顺着双箭头f421的滑动移动。

因此，控制杠杆467的致动造成泡制室部分421和423两者朝胶囊C和远离胶囊C的同时移动，以便关闭和打开泡制室。

一旦泡制周期结束，控制杠杆467的移动也造成用于弹射胶囊C的器具的致动，如下文所公开的那样。

图21A-23C示出了用于在泡制室关闭之前保持胶囊和用于弹射用过的胶囊的系统的可能的实施例。这些图示出了分离的机构，并且一些部分被移除以便更清楚地表示。

更具体而言，图21A、图21B和图21C示出了处于当泡制室打开时为了接纳新胶囊而采取的位置的机构从不同观察点的视图。图22A-22C示出了处于当泡制室关闭时所采取的位置的机构的相同视图。图23A-23C示出了处于在泡制周期已经完成之后泡制室打开期间所采取的位置的机构的相同视图。

在附图所示的示例性实施例中，两个胶囊保持构件466支撑在弓形弹性构件468的相对两端处，弓形弹性构件468与两个双曲柄469共同作用。在图21-23中，为了清楚起见，仅示出两个双曲柄469中的一个。每个双曲柄469与共轴于枢轴469A的凸轮工作轮廓470一体化。每个凸轮工作轮廓470在470A处带狭槽以便可弹性地变形。每个凸轮工作轮廓470与成形轮廓472共同作用，成形轮廓472与对应的保持构件466一体化。

在图21A-21C中，每个凸轮工作轮廓被布置在对应的胶囊保持构件466的轮廓472上方。当通过使杠杆467围绕轴线X-X旋转而使双曲柄469围绕枢轴469A枢转时，两个凸轮工作轮廓470围绕轴线X-X旋转，直到它们达到图22A-22C所示位置为止。这之所以可能是因为凸轮工作轮廓470由于狭槽470A而能够弹性地变形。由于凸轮工作轮廓470的变形，泡制单元从打开位置(图21A-21C)到关闭位置(22A-22C)的旋转移动造成凸轮工作轮廓470从轮廓472上方的位置行进至所述轮廓472下方的位置，同时胶囊保持构件466和弓形弹性构件468由于布置在其中的胶囊而被阻止变形。

当泡制周期已经完成之后通过作用在杠杆467上而打开泡制室时，胶囊保持和弹射机构从图22A-22C所示位置移动至图23A-23C所示位置。凸轮工作轮廓470与轮廓472共同作用，从而向外推动轮廓472。这种移动造成弓形弹性构件468的相对两端向外弹性变形至足以释放由相对的保持构件466所保持的胶囊C的程度。凸轮工作轮廓470使弹性构件468保持在向外变形状态，直到泡制室的两个部分已经充分地彼此远离，使得它们不再保持用过的胶囊C。用过的胶囊C随后将通过重力落入收集托盘480中。

Claims (17)

1.一种用于制备饮料的泡制单元，包括：

泡制室，其包括可相对于彼此移动的至少两个泡制室部分(215B, 227; 321, 323;421, 423)，即第一泡制室部分和第二泡制室部分；

过流式热水器(207; 315; 403)，其包括电阻器(209; 315C; 411)和水加热导管(211;315D; 413)；

热水馈送导管，其用于将热水从所述过流式热水器馈送到所述泡制室中；

饮料分配导管(219; 334; 434)，所述饮料从其中被分配；

其中所述过流式热水器具有由传热材料制成的且围绕腔体(207C; 315E; 403C)的主体(207B; 315B; 403B)，所述饮料分配导管延伸通过所述腔体(207C; 315E; 403C)以便连接到外部饮料分配嘴(5; 5A)；其中所述主体包封电阻器(209; 315C; 411)和水加热导管(211; 315D; 413)，使得在通电时，由所述电阻器产生的热量通过形成所述主体的材料的热传导来加热流过所述水加热导管的水。

2.根据权利要求1所述的泡制单元，其中所述电阻器和所述水加热导管缠绕在所述腔体周围。

3.根据权利要求1所述的泡制单元，其中所述第一泡制室部分和所述第二泡制室部分可在打开位置和关闭的泡制位置之间移动，在所述打开位置，所述两个泡制室部分彼此远离以用于在两者间接纳包含成分的包装。

4.根据权利要求3所述的泡制单元，包括小孔(360, 460)，所述小孔(360, 460)被构造用于将包含成分的包装插入处于所述打开位置的所述第一泡制室部分和所述第二泡制室部分之间。

5.根据权利要求1所述的泡制单元，其中所述至少两个泡制室部分中的至少一个与所述过流式热水器(207; 315; 403)热接触。

6.根据权利要求5所述的泡制单元，其中所述至少两个泡制室部分中与所述过流式热水器热接触的一个泡制室部分包括用于胶囊(C)的凹部。

7.根据权利要求6所述的泡制单元，其中所述至少两个泡制室部分中与所述过流式热水器热接触的所述一个泡制室部分被至少部分地布置在由所述过流式热水器的所述主体形成的支座中。

8.根据权利要求7所述的泡制单元，其中所述支座连接到沿所述过流式热水器的所述主体延伸的所述腔体。

9.根据前述权利要求1-8中任一项所述的泡制单元，其中所述第一泡制室部分和所述第二泡制室部分两者均可相对于胶囊引导器移动。

10.根据权利要求9所述的泡制单元，其中所述第一泡制室部分和所述第二泡制室部分由单个控制杠杆(467)移动。

11.根据权利要求10所述的泡制单元，包括用于将胶囊(C)插入泡制位置的引导通槽(464)，以及用于在所述泡制室关闭之前将所述胶囊保持在所述泡制位置中的保持构件(466)。

12.根据权利要求11所述的泡制单元，其中所述保持构件(466)被设计和布置成在泡制周期完成之后当所述至少两个泡制室部分被移开以打开所述泡制室时脱开所述胶囊(C)。

13.根据权利要求11所述的泡制单元，其中所述控制杠杆(467)控制作用在所述保持构件(466)上的凸轮工作轮廓(470)，以便在所述泡制室被所述控制杠杆(467)打开时使所述胶囊从所述保持构件(466)脱开。

14.根据权利要求11所述的泡制单元，其中所述胶囊引导器被布置成使得所述胶囊通过重力落入所述胶囊引导器中。

15.根据前述权利要求1-8中的任一项所述的泡制单元，其中所述过流式热水器在所述泡制室的关闭和打开期间可随所述第一泡制室部分和所述第二泡制室部分中的一个移动。

16.根据权利要求15所述的泡制单元，其中所述过流式热水器和可随所述过流式热水器移动的所述第一泡制室部分被容纳在可滑动的覆盖件(404)中。

17.一种包括根据前述权利要求1-16中的任一项所述的泡制单元的饮料制备机。