CN100391391C - 电饮料制备装置 - Google Patents

Abstract

一电咖啡制备器(2)，包括：一第一腔(4)；和布置在所述第一腔顶部上的一第二腔(6)。一管子(8)从第二腔(6)向下延伸到第一腔内(4)，以在这两个腔之间输送液体。第一腔(4)的基座(20)设有电子加热装置(24)和与所述基座(20)相连的热敏控制装置(46)，从而可以根据加热装置(24)或基座(20)一部分的温度来中断向加热装置(24)的能量供给或者减小加热装置(24)的加热输出。

Description

电饮料制备装置

技术领域

本发明涉及电饮料制备用具，尤其是但并非唯一的涉及电咖啡制备器。

背景技术

已知类型的饮料型咖啡制备器包括两个腔：用于容纳要加热的水的一第一腔和位于第一腔顶部上并且接收咖啡渣的一第二腔。第二腔经一输水管而与第一腔流体相连，其中输水管从第二腔延伸到第一腔内。位于输水管顶部上的一分离器使水流入和流出上腔同时保留咖啡渣。在使用中，第一腔内的液体被外部加热，例如通过布置在腔下的一气体或酒精火焰或电子元件。当第一腔内的水加热时，该腔内的压力增大，使第一腔内的水上升经输送管进入第二腔，在此其浸泡咖啡渣。最后，第一腔内的液体高度下降到管子的底部之下，并且液体停止输送。然后中断加热并且第一腔冷却，从而蒸汽在下腔内开始凝缩。当这样进行时，在第一腔内形成一局部真空，使浸泡的饮料经分离器被吸回到管子内进入第一腔。当所有的饮料被吸入第一腔内时，可以拆卸第二腔并且从第一腔供给饮料。

这样的一用具公开在GB1332656中。在该用具中，一电加热元件或一气体火焰布置在第一腔下并且由布置在第二腔内的一热敏致动器控制。致动器检测第二腔内气体的温度，并且当其达到一预定的温度时，要不就中断向加热元件的供电，要不就操作通向气体火焰的供气中的一阀。

上述布置的一问题是，由于致动器远离加热源布置，这意味着在两者之间要进行连接，因而是困难和昂贵的。这造成要给装置提供难看的和不必的外壳或外套，并且造成不必要的开销。另一问题是第一容器内液体的加热缓慢和不足并且在传感器切断元件后，仍然有大量的热会从加热器继续流入装置中。

发明内容

根据本发明，提供了一饮料制备器，包括：一第一腔；布置在所述第一腔顶部上的一第二腔；从所述第二腔向下延伸进所述第一腔的一管子，以在这两个腔之间输送液体；其中：所述第一腔的基座设有主电加热装置，并且设有与所述基座相关的热响应控制装置，从而可以响应主电加热装置或基座一部分的温度来中断对主电加热装置的能量供给或者减小主电加热装置的加热输出；还包括保温加热装置，该保温加热装置在所述控制装置已操作后保持第一腔内的浸泡饮料温热，所述保温加热装置独立于所述主电加热装置。

因此根据本发明，第一腔的基座设有电加热装置并且当加热器或者基座的一部分达到一预定温度时，向加热器的功率供给被中断或者其加热输出被明显减小。这就停止了或者至少大致减小了下腔内液体的加热，从而停止了沸腾。然后第一腔冷却，水开始在第一腔的壁上凝缩并且将会开始从第二腔的浸泡饮料的输送。

该布置允许第一腔内的液体有效地加热，获得精确控制并且在第一和第二腔之间无需难看的和麻烦的电连接。

本发明的控制装置可以布置成用多种方式之一来操作。在一第一实施例中，控制装置被构造和布置成检测何时第一腔的基座的一部分煮干，这指示第一腔内一预定量的液体已经输送给第二腔。该状态可通过一热传感器容易地检测到，所述传感器与基座或加热器热接触，因为在缺少冷却基座或加热器的水时，基座或加热器的温度会快速上升。

在上述布置中，最好是只有基座的一规定部分或加热器煮干，从而水仍然覆盖基座的其余部分。

这可以用多种方式来达到。例如基座或加热器设有一局部升高的煮干的区域。例如该区域可以成形为一加热器板构成的升高区域，如申请人的GB2316847中所公开的那样，其中进一步的细节可以参见该专利。然后可以在升高区域下布置一合适的传感器，在基座的其余部分露出之前该升高的区域首先露出。

在一可替换的布置中，第一腔的基座或加热器大致为平面的，但被布置成倾斜，从而当第一腔内的液体高度由于液体输送到第二腔而降低时，其一周边区域可以露出并且过热。

但最好是，基座设有一区域，该区域通过一升高的壁而与该区域的其余部分分开。更好的是，壁环绕基座的整个加热区域。该壁在基座内在加热器之上形成一蓄水器，并且应当理解壁越高，水在蓄水器中蒸发所需时间越长，从而便于控制操作。这就允许采用一能够改变饮料的浸泡时间的机构，因为其取决于水保留在第二腔内的时间长短。这又取决于第一腔内压力的保持，进一步取决于第一腔内液体持续的沸腾。因此在一优选实施例中，壁的高度可调节，以调节饮料浸泡时间。

调节浸泡时间的另一方法是改变加热元件的功率。如果元件以低功率加热，则液体在蓄水器内沸腾所需的时间越长，从而在第一腔内保持蒸汽压力一更长的时间，由此保持热水在第二腔内浸泡一更长的时间。相反，如果元件以高功率加热，则液体在蓄水器内更快地沸腾，从而减少浸泡时间。因此在本发明的一实施例中，可以提供改变加热元件功率的装置。获得这样的一功率改变的装置对于本领域技术人员来说是容易想到的，因此在此不作进一步的描述。

调节浸泡时间的装置再一方式包括设置一附加的加热器，在主加热元件关闭后，该附加加热器加热基座的仍然被水覆盖的一部分。该元件无需特别高的功率，例如可以是50W，但即使在这样低的功率下也可产生足够的蒸汽来在第一腔内保持蒸汽压力。可以一预定时间后关闭该附加加热器以使浸泡周期结束。

在上述实施例中，基座或加热器的温度可以用任何方便的方式来检测。但最好是使用一热力机械式传感器例如布置成与基座或加热器良好地热接触的一双金属致动器来检测该温度。在优选实施例中，可以采用一对最好可以用相同的温度操作的致动器来检测过热条件。

这种类型的一合适的控制装置公开在申请人的WO95/34187中。这样的一控制装置同样适合于具有带护套的元件的加热器或厚膜加热器。

上述控制装置的一可能的缺点是，由于下腔基座的一区域反复煮干，在基座上可能积淀水垢，这是难看的。因此在一可替换的布置中，控制装置被构造和布置成通过容器基座的一部分检测第一腔内液体的沸腾。这可通过检测加热器一部分的局部煮干来进行，例如使用在GB2283155中公开的一系统。但最好是通过在申请人的WO96/01875和WO98/36616或者尚未公布的英国专利申请9805751.6中公开的一系统来检测，其中为充分公开的目的，上述专利申请在此作为附件I。

根据这样的系统，可以在第一腔的加热基座内提供一相对小容量的水槽，和安装成与该水槽热接触的一热敏致动器。当液体在第一腔内加热时，水槽内液体的温度落后于液体主体的温度，因为在水槽内几乎没有对流。但是，当第一容器内的液体沸腾时，水槽内的液体就快速地被置换并且水槽温度很快上升。该温度上升可以由合适的装置来检测。

根据所需的沸腾时间，致动器可以安装成与水槽紧密地热接触或者传热地稍离水槽。如果需要一可变的沸腾时间(以改变浸泡时间，沸腾的时间越长，液体在第二腔内保持离子状态的时间也越长)，可以设置装置来增大或减小致动器达到操作温度的时间长度。这样的装置可包括散热片，其可有选择地安装到水槽与致动器之间的传热路径内。

上述类型的一控制装置具有这样附加的优点，即第一腔可用作一传统的壶，因为当检测到沸腾时其会关闭，不管是否存在另一腔。所需要的是第一腔的倾注管口应当这样构造，即其可密封地容纳第二腔的下垂管子。

这本身是一种新的布置方式，并且根据本发明的另一方面，提供了一水加热容器，包括一水容纳腔，所述腔的基座设有电加热装置，并且还包括与所述基座相关的热响应控制装置，以检测何时腔内的水沸腾，从而中断向加热装置的功率供给或减小加热装置的热输出，所述腔还设有一倾注管口，其被设置和布置成密封地容纳一浸泡容纳腔的颈部。

最好是，该管口在一垂直延伸的轴线上对中，并且管口是呈锥形的，以容纳例如一橡胶塞子之类的一锥形密封件。如果需要的话，可以提供一合适的管口盖，以在用作一壶时至少部分地封闭管口。

在根据本发明的一用具中所使用的加热装置可包括一带护套的加热元件，其被连接到基座的底侧上，例如经一散热板。这样的构造在现有技术中是公知的，因此这里不需进一步描述。

但在一优选实施例中，加热装置包括一所谓的厚膜加热器，其设置在基座上。这样的加热器在水加热领域变得越来越普遍并且包括一电阻加热轨迹(electrically resistive heating track)，其沉积在一绝缘基底上。通常该绝缘基底是通过在一不锈钢板上设置一绝缘层来提供。这样的加热器的例子例如公开在WO98/36618和WO96/17496中。

加热器可以设置在第一腔的整个或一部分基座上。在优选实施例中，加热器形成为一独立的单元，其安装在一合适的孔内，该孔形成在第一腔的基座内。

该设备的加热装置可包括一元件，其在设备的控制已经操作后，保持第一腔内的浸泡饮料温热。该“保温”元件可以用多种方式设置。

在一第一布置方式中，可以独立于主加热元件设置一保温元件。该保温元件可以在主加热元件工作的整个时间被接通或者仅在控制已经操作而关闭主加热元件后则接通。在一可替换的方式中，在检测到沸腾后保温元件可以与主加热元件串连。主元件的电阻(通常小于保温元件的)意味着当这样连接时在主元件部分几乎不产生热量。

保温元件可以布置成环绕方式，例如在WO97/04694中公开的。在这样的一布置方式中，将监测基座的温度并且保温元件根据基座温度操作。该布置方式特别适合于带有护套的加热元件。但是，其缺点是基座的温度可能造成第一腔内的饮料在猛然加热过程中局部沸腾，这对于饮料的口感具有影响。

因此最好是，保温元件在容器控制操作后连续地接通，但使用不至于造成第一腔内的饮料沸腾的一功率。获得这一效果所需的功率可由本领域的技术人员根据经验容易地确定。在此情形中，元件可以是一厚膜型加热器，其功率大小和功率密度可容易地调整，以满足具体的要求。但通常地，可采用50～150Wcm-2密度标定为1500W的一主加热元件和10Wcm-2密度的标定为50W的一保温元件。原则上能获得这样一加热方式的一通用线圈布置和开关布置方式公开在GB9805751.6中。

附图说明

通过参照附图以示例的方式描述了本发明的一些优选实施例，其中：

图1表示根据本发明一第一实施例的一用具的一局部剖视示意图；

图2表示沿图1的II-II线的一视图，其中加热器被拆卸了，以便清楚；

图3表示一加热器布置，用于图1和2的实施例；而

图4表示本发明的另一实施例。

具体实施方式

参照图1，一咖啡制备用具2包括一第一下部水容纳腔4和一第二上部咖啡容纳腔6。下腔4优选地由一塑料材料形成，其中最好是一透明的或半透明的塑料材料，而上腔6最好由玻璃形成。

上腔6形成有一管子8，其向下延伸到下腔4内。上腔6通过一密封塞10支承在下腔4上，其中密封塞安装在下腔4的管口12内。塞子10设有一中央孔，以容纳管子8。一分离器16支承在上腔6的下部并且允许加热的水从下腔4进入上腔6，并且然后使浸泡的饮料从上部进入下腔4，同时保留咖啡渣。

下腔设有一手柄18，以便于倾注咖啡。

下腔4具有一基座20，该基座具有一电热部分22，该电热部分由一厚膜加热器24形成。基座被形成为一塑料模制件26，例如尼龙，其具有一中央圆形开口28，用于容纳加热器24，带有一直立壁30，该壁绕开口28布置，其目的将在下面进一步描述。模制件26还形成有一井31，用于容纳管子8的下端。

模制件26被安装以封闭下腔4的底部，其中在两者之间采用一密封件32。模制件可以通过任何合适的方式例如粘结或焊接而保持在下腔内。

厚膜加热器24被支承在一硅橡胶密封圈34上，该密封圈通过一夹持环36被夹入开口28内，其中夹持环具有绕其周边的多个孔，以容纳固定螺钉，这些螺钉啮合在模制件26的孔(未示出)内。

上面实施例中所用的厚膜加热器24表示在图3中。其包括已知方式的一圆形不锈钢板，厚度为0.9～1mm，带有一绝缘层和一电阻加热线圈40，在使用中所述线圈面向下方。线圈40可通标定为1500W的电流。在所示的加热线圈的各端设有电触片42，并且设有3个直立的连接柱44，以容纳一热敏控制单元46。

热敏控制单元46安装到加热器26的下侧。控制单元46是申请人的可商业购得的U28控制单元，其中包括一对卡合作用的双金属致动器50，其可在大致相同的温度下操作，并且在使用中当控制单元46安装就位时，将啮合加热器26的区域52。其还包括一对弹簧触片54，该触片54与加热器的触片42接触，还包括一开/关操作杆56。U28本身是申请人的U18控制件的一改进型，用于厚膜加热器。U18详细描述在WO95/34187中，并且对于其操作模式的详细情况可以参见该文献。

控制单元46也装有一无电线的电连接器，当下部容器放置到一供电座60上时，其将允许向加热器供给电力。

下面描述上述实施例的操作模式。首先，咖啡渣被放置到上腔6内，并且将水放置到下腔4内。然后将下腔放置到一供电座60上并且通过操作杆56接通该装置。

下腔中的水将开始加热并且当其温度达到大约60℃时，下腔4内的压力就足够地上升，开始将水向管子8经分离器16往上推压并进入到上腔6内。最后，下腔4内的水开始沸腾，此时水将非常快速地经管子8上升并进入上腔6内。然后下腔4内水的高度快速地降低到加热器26的圆周壁30的上边缘。该壁30用作一蓄水器，以容纳一池水，其将继续沸腾由壁30的高度决定的一段时间。有效的是，壁30越高，在蓄水器中的液体沸腾的时间就越长，这进而意味着下腔4内将维持更长时间的压力。这进而又意味着水将在上腔6内保持一更长的时间，从而产生更长时间的浸泡(infusion)和一更强的冲沏(brew)。

当蓄水器煮干时，加热器26的温度将很快地上升并且该温度上升由控制单元46的一个或两个致动器50检测，该控制单元此后将以已知的方式操作，以关闭向加热器26的能量供给。

此时，下腔4内的蒸汽开始冷凝，从而在下腔4内形成一真空，其会从上腔6经分离器16将浸泡的饮料吸入下腔4内。然后上腔6可以拆去并且从下腔分配咖啡。

现参照图4，示意地表示了本发明的一第二实施例。该实施例在通过一小容量的水槽来检测下腔4内的液体沸腾的基础上操作，其中水槽设置在下腔4的基座上，而不是通过检测基座一部分的煮干。

在该特定实施例中，申请人的国际专利申请WO99/48333中公开类型的一集成式控制和加热器单元100被安装在下腔4的基座上。特别是，单元100被安装到一模制件102上，其中模制件以前一实施例中同样的方式被保持在下腔4的底部上。

正如参照WO99/48333的说明书可以看出，单元100包括一加热器板，在其上表面104上包括一相对小容量的水槽106(图4中示意地表示了)。一个双金属致动器以与水槽的外部基座传热接触的方式布置，从而当容器内的液体开始沸腾时，水槽内的水(此时水相对于下腔4的大量的水已保持冷却)被较热的水移动并且水槽的温度上升。该温度上升由双金属致动器检测，以中断水的沸腾。

在本发明的该实施例中，如前一实施例，当水在下腔4内加热时，其将通过管子8上升到上腔6内，开始时较缓慢，而当开始沸腾时就会变得很快。下腔4内水的沸腾由控制单元100检测并且在一给定时间后(主要由水槽与致动器之间的传热通路确定)，主要的加热作用被中断。

在一定的时间后，水将在下腔4内凝缩，并且浸泡的饮料从其分布之处被吸回到下腔4内。

在WO99/48333公开的集成式加热器和控制单元中，在沸腾中断后，一个保温元件(其实际上包括主加热元件)被启动，以保持液体温热。在该布置中，保温元件标定大约为30W，并且集中在一个区域，从而只造成局部沸腾，以便美观。在本发明的该实施例中。最好是仍然提供这样的一保温元件，尽管理想的是保温元件将分布到一较大的区域上，以降低其功率密度，从而不至于造成下腔4内的局部沸腾，因为这可能影响咖啡的口感。

应当看到，本发明的上述第二实施例具有这样的优点，即下腔4可以用作一普通的壶，只要拆去上腔6和塞子10即可。在下腔内的液体沸腾后，该壶仍然被切断(电源)，而不管是否设有上腔。

应当注意到下腔的管口12大致垂直地布置并且是锥形的，以容纳用于上腔的密封塞10。如果需要的话，可以在管口上形成有助于保持塞子10的装置。可以给该用具设置一独立的管口盖，以在下腔4用作一壶时至少部分地覆盖管口。

应当理解的是，上述描述仅是以示例的方式，在不脱落本发明范围的前提下可以对所述的实施例进行修改。例如在图1和2的实施例中，可以用多种方式来改变饮料浸泡时间。例如，可以通过一合适的机构使得环绕加热器的壁30的高度改变。可替换的是，可以改变加热元件的加热功率，从而限定在壁30内侧的蓄水器可以用一较长或较短的时间来煮干。例如可通过有选择地在加热元件上串连进一步的电阻来获得。

在再一布置方式中，可以在基座模制件26内限定的井31的基座上设置一附加的加热器。一旦限定在壁30内的蓄水器中的水煮干，在井31内仍然有液体，并且如果在主加热元件关闭后加热该液体，则其会在某种程度上保持下腔4内的压力，从而保持上腔6内的水更长的时间。在一预定的或可变的时间周期后可以关闭该附加元件。

这样的一加热器也可以被启动，以用作一保温元件，从在浸泡的饮料返回到下腔4内后保持其温热。

Claims (19)

1.一饮料制备器，包括：

一第一腔；

布置在所述第一腔顶部上的一第二腔；

从所述第二腔向下延伸进所述第一腔的一管子，以在这两个腔之间输送液体；其中：

所述第一腔的基座设有主电加热装置，并且设有与所述基座相关的热响应控制装置，从而可以响应主电加热装置或基座一部分的温度来中断对主电加热装置的能量供给或者减小主电加热装置的加热输出；还包括保温加热装置，该保温加热装置在所述控制装置已操作后保持第一腔内的浸泡饮料温热，所述保温加热装置独立于所述主电加热装置。

2.如权利要求1所述的一饮料制备器，其特征是：热响应控制装置被构造和设置成检测何时第一腔的基座的一部分煮干。

3.如权利要求2所述的一饮料制备器，包括一热传感器，其与第一腔的基座或主电加热器热接触。

4.如权利要求2或3所述的一饮料制备器，其特征是：只有基座的或主电加热器的一规定的部分被布置成煮干。

5.如权利要求4所述的一饮料制备器，其特征是：主电加热装置或基座设有一局部升高的区域，当第一腔内的液体高度下降时，该升高的区域将暴露出来并且变得过热。

6.如权利要求4所述的一饮料制备器，其特征是：第一腔的基座或主电加热装置大致为平面的并且布置成倾斜，从而当第一腔内的液体高度降低时其一周边区域可以露出并且过热。

7.如权利要求4所述的一饮料制备器，其特征是：基座设有一区域，该区域通过一升高的壁而与该区域的其余部分分开，以限定一液体蓄积器，该蓄积器在控制操作前必须煮干。

8.如权利要求7所述的一饮料制备器，其特征是：该壁环绕基座的整个加热区域。

9.如任一前述权利要求所述的一饮料制备器，还包括调节第二腔内饮料的浸泡时间的装置。

10.如权利要求8或9所述的一饮料制备器，其特征是：蓄积器的壁的高度可调节，以改变浸泡时间。

11.如权利要求9或10所述的一饮料制备器，其特征是：所述用于调节浸泡时间的装置包括用于改变主电加热装置功率的装置。

12.如权利要求9～11之任一所述的一饮料制备器，其特征是：所述用于调节浸泡时间的装置包括一附加的加热器，在主电加热装置关闭后，该附加加热器加热仍然被水覆盖的基座的一部分。

13.如权利要求1所述的一饮料制备器，其特征是：热敏控制装置被构造和布置成通过容器基座的一部分检测第一腔内液体的沸腾。

14.如权利要求13所述的一饮料制备器，其特征是：通过一相对小容量的水槽来检测沸腾，其中该水槽布置在第一腔的加热基座内。

15.如权利要求14所述的一饮料制备器，包括改变液体在第一腔内沸腾的时间的装置。

16.如任一前述权利要求所述的一饮料制备器，其特征是：主电加热装置包括被连接到基座底侧的一带有护套的加热元件。

17.如权利要求1～15之任一所述的一饮料制备器，其特征是：所述主电加热装置包括一厚膜加热器，其设置在基座上。

18.如任一前述权利要求所述的一饮料制备器，其特征是：加热器被形成为安装在一孔内的一单元，该孔形成在第一腔的基座内。

19.如任一前述权利要求所述的一饮料制备器，其特征是：保温加热元件以这样一种功率来加热，即不会造成第一腔内的饮料沸腾。

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