CN101217904B - 用于制备咖啡的装置 - Google Patents

Abstract

用于制备咖啡的装置(1)，其中水/咖啡粉料的混合物引入到圆柱形空间(10)中。圆柱形的周边壁(15)用作垂直滤网，旋转/离心力使制备好的饮料通过过滤器到达外部，而将颗粒状咖啡原料留在后面。保持器(16)的顶部(17)和底部(19)可以相对于圆柱形壁移动。旋转的电机(26)位于顶部或底部的上方或下方。此外，存在利用同一电机使保持器的顶部或底部产生相对位移的构造。

Description

用于制备咖啡的装置

技术领域

本发明涉及一种制备咖啡饮料的装置，该装置包括可以围绕基本垂直的轴旋转的保持器，一电机驱动所述保持器，该保持器包括旋转的底部和围绕该底部延伸的周边壁部，其中所述周边壁部作为用于保留咖啡并允许制备好的饮料通过的过滤器，其中所述周边壁部的所述作为过滤器的部分基本上平行于所述旋转轴延伸，该保持器还包括顶部，并且其中，所述顶部或底部可以沿着所述作为过滤器的所述周边壁部在所述旋转轴的方向上作线性运动，并具有用于从所述过滤器去除粉料的去除装置，设置有用于使用过的粉料的固定收集腔和与用于制备好的饮料的接合所述过滤器的排放装置。

更具体地，本发明涉及一种装置，其中借助离心力分离包括煮好的咖啡和咖啡粉料的混合物。这种混合物通过使热水和咖啡粉料在一起一定时间来获得。然后迫使水通过滤网，粉料原料存在于该滤网上。在现有技术中，提出了利用离心力工作的装置，其中离心力迫使粉料原料位于滤网上，然后使水通过该粉料材料。

背景技术

这种装置在GB 1 506 074中公开。在该出版物中描述了旋转的保持部，其旋转借助电机实现，该电机没有被示出，其经由V带连接到位于底部下面的带轮。旋转轴是中空构造的，并且一轴可以在安装在其外面的磁铁的作用下在其内上下运动，从而能够打开保持部以取出或供应咖啡。

这是占用大量空间且不易于清理的复杂构造。因使用磁铁而产生了如下问题：打开保持器的力不够或者打开时伴随可感知到的震摇。

在该英国专利说明书中，当水已经被推过其上具有粉料层的正在旋转的过滤器之后，其注入咖啡收集腔中并从那里直接到排放装置，一杯咖啡就可以从该排放装置取出了。过滤器下游的收集腔比一杯咖啡的量要大很多倍。

发明内容

本发明的目的是增加来自咖啡粉料的产量并提高制备好的饮料的味道。

该目的通过上述装置实现，所述缸体的出口设置在所述过滤器和所述排放装置之间，该出口的流动面面积小于所述过滤器的自由流动面面积。

由于开口比过滤器自由横截面面积小的出口的存在，因此使得水压增加。也就是说，从过滤器流出的制备好的饮料不能无阻碍地排到排放装置中。结果，增加了水在过滤器中停留的时间，进而增加了水在与过滤器接触的咖啡粉料中停留的时间，由此，就有更多的时间来将咖啡粉料的味道/香味转移给水，从而制备出最佳的饮料。过滤器与出口之间的体积比饮料之间的最小部分小很多倍，使得在所有情况下都会出现该现象。

根据本发明的另一有利实施例，出口的自由横截面面积比过滤器的自由横截面面积小大约2000x。根据另一优选实施例，出口的总横截面面积是2-20mm²，特别是大约5-12mm²。

根据本发明的另一有利实施例，缸体垂直延伸，并且用于制备好的饮料的出口布置在顶部，这增加了制备好的饮料在缸体中的停留时间。

通过本发明，可以使水以明显的压力(取决于缸体的旋转速度)通过粉料和过滤器。

更特别地，根据本发明，可以通过改变缸体的旋转速度来影响该压力。因此，可以在高转速下获得5巴以及更高的压力，从而可以简单的方式制备出浓咖啡。

利用本发明，可以在极短的时间内制备出很好的饮料。更特别地，可以在几秒钟之内实现与咖啡的深入接触。结果，可以满足高速制出最少量咖啡，而制备的饮料达到最严格的要求。

根据本发明的一具体变型的实施例，该装置的电机具有与所述轴重合的驱动轴。

根据本发明，不再提供位于实际的泡制单元旁边的电机，而是该电机与所述轴成一直线。根据设计，该电机可以布置在泡制单元的上方或下方。

根据本发明的具体实施例，底部或顶部的在轴纵向上的位移通过同一旋转电机实现。从而，可以无需现有技术中的磁铁构造。这种驱动装置可以包括例如与螺母结合的螺旋轴构造。这种螺母可以制作成与螺旋轴接合的单一销的形式。

借助本发明，可以在理论上利用单一旋转电机实现底部/顶部相对于周边壁部的相互移位和包括周边壁部和底部(包括顶部)的保持器的旋转运动。

周边壁部优选地在滤网的下游具有沿水流方向成圆锥形加宽的部分。该部分朝位于高水平面的出口成圆锥形地加宽，使得当其不旋转时水不能从由周边壁部和底部形成的保持器溢出，而在旋转时水，即制备好的咖啡才能斜向上运动，从而可以从出口排出。

水和粉料混合物可以以现有技术中的任何已知方式被引入由底部和周边壁部界定的保持器中。然而，根据本发明的有利实施例，顶部具有狭长切口形状的开口，该混合物可以通过该开口进入。

本发明包括具有特别少的部件的特别简单的构造，从而可以变得紧凑并且是高度自洁式的。从而，无需维护，实现高度的工作可靠性。

根据本发明，可以“向下”和“向上”工作。在该第一种情况下，咖啡将向下排出，而在第二种情况下，咖啡向上取出。

根据本发明，用作滤网的周边壁设置成基本上平行于旋转轴。实际上，优选的是基本垂直。在咖啡的制备期间，由周边壁部、底部和顶部形成封闭的腔。根据本发明，使顶部可以移动并可以沿着过滤壁撇渣。顶部的周边边缘具有清洁装置，从而有保证地将残余的咖啡原料向下或向上推出。这使得，根据本发明的具体实施例，用于用过的咖啡原料的去除装置包括接合在周边壁部并更具体地可以有一定程度的变形的刮除装置。可以以一些方式或现有技术中的其它已知方式排出用过的咖啡原料。然而，根据有利的实施例，使底部或顶部可以移动。在不与周边壁接合的位置，在周边壁与底部之间存在间隙，并且通过例如底部的旋转，存在于底部上的咖啡原料可以被向外推从而排出。已经发现，使滤网垂直定位可以进行咖啡的最佳制备。使水以最佳的速度冲在滤网上或将其倒在滤网上，从而使水向外运动通过位于那里的咖啡材料。

根据本发明的另一有利实施例，顶部和底部彼此刚性地连接。优选地，所述连接装置中包括内螺旋部件，该部件与设置有外螺旋线的销钉形状部件接合，其中销钉形状部件被驱动着旋转。从而，可以借助驱动电机实现上述的顶部和底部相对于周边壁部的相互移位。通过使该构造还设置有挡块，可以将直线运动在顶部/底部相对于周边壁部的相互位移的终点转换成周边壁部也旋转的旋转运动。

根据本发明的另一具体变型，去除装置包括用于清洁收集腔的刮除装置。也就是说，被推向外的用过的粉料材料以机械方式从收集腔的壁上除去。从而，可以以简单的方式使该装置持续保持清洁，而无需人工维护。

更具体地，这些另外的刮除装置构造成扇页。该扇页设计成产生沿正确方向驱使粉料进入用过的粉料收集腔中的吹除作用，由此进一步促进粉料的排出。

根据本发明的另一变型，缸体、顶部、底部和容纳在其中的元件构成可以从电机移出的单元。可以例如在洗碗机中容易地清洁该单元。

本发明还涉及一种通过将一层咖啡粉料施加在过滤器的制备咖啡的方法，在供水的同时使过滤器旋转，并使所述水在离心力的作用下运动通过所述粉料和所述过滤器，其中阻止制备好的饮料流到所述过滤器的下游，以建立压力梯度。更具体地，通过调节离心作用控制通过咖啡粉料的水压，从而可以据此影响咖啡的味道。

附图说明

下面参照附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明。附图中：

图1以局部的截面示出根据本发明的装置处于用于制备咖啡的位置的侧视图；

图2示出沿着II-II线的横截面；

图3示出沿着图1中的III-III线的横截面；

图4示出根据图1的装置处于被清洁时或被清洁之后的位置；

图5示出根据本发明的装置的变型，该装置处于对应于图1的位置；

图6示出在对应于图4的状态下根据图5的构造；和

图7示出图5和6所示的构造的细节。

具体实施方式

在附图中，根据本发明的装置在整体上由1表示。这构成一较大咖啡机的一部分。附图中仅示出与本发明有关的部分。固定壳体2具有用于煮好的咖啡的排放装置3。该排放装置3是环形通道4的一部分。

咖啡/水混合物的入口由5表示。水经由管6引入。该水是热水。咖啡经由入口8引入，该入口8例如构造为螺旋输送器8。该混合物在重力作用下经由固定入口5向下运动并进入环形通道9中。存在安装好的保持器使得其可以旋转。这由具有顶壁11的缸体10构成。包括顶表面或顶壁17和底壁或底表面19的活塞16安装在该缸体10中。

在图2中，缸体的顶壁11以横截面示出。从该图可以看出，狭槽12(可以从图1看到)与环形通道9连结。

图3中示出活塞16的顶表面17的横截面。从该图可以看出，存在与狭槽12成一直线的狭槽18。正如可以从图1中看出的，另一环形通道33限定在顶表面17与缸体的顶壁11之间。

即，环形通道中的粉料/水混合物能够经过狭槽12和18并进入限定在缸体10与活塞16之间的空间中。缸体10由壁13构成，该壁13从底到顶呈圆锥形地变宽，并向环形出口14敞开，该环形出口14出现于环形通道4中。该缸体还具有大致垂直的滤网壁15。

活塞16包括上述的顶表面17，该顶表面17设置成借助刷子或刮板唇缘21接近周边。底表面19具有接合于缸体10下侧的密封装置20，这可以从图1中看出。

顶表面17和底表面19通过套筒22连接。其部分地设置有接合于心轴24外螺纹的内螺纹23，该心轴24连接到电机26的轴25。心轴和轴基本上位于轴30上。心轴24在底部具有挡块29。

壳体的底部有排放装置31。

上面描述的装置按照以下来工作。

从图1所示的位置开始，热水通过入口6引入，咖啡粉料经由入口7引入。它们经由环形通道9和狭槽12、18进入由顶表面17、底表面19和滤网壁15限定的封闭空间中。在引入期间或在引入之后，电机沿一方向旋转，以使心轴24将套筒22向上拉。然而，因为底表面19经由密封装置20接合在缸体16上，所以进一步向上的运动是不可能的，并且在心轴24旋转时，套筒22、缸体10也将旋转。由于该旋转，离心力施加在位于上述空间内部的混合物上，咖啡原料将被推靠在滤网15上，从而将迫使水，即煮好的咖啡，向外通过该滤网15，并经由壁13斜向上流动，并经由出口14和环形通道4排到流出咖啡的出口3中。因为出口14的横截表面面积比过滤器15的横截表面面积小很多倍，所以在过滤器15处将出现水的压力增大。该压力增大取决于水的流速，即，在缸体10的旋转速度较高时，将以较高的压力迫使水通过粉料。该装置可以改善，即影响咖啡的味道。

在基本上全部的水都被迫经过咖啡时，一段时间之后，电机26的旋转方向倒转。因为这是突然动作，所以缸体10将会因质量惯性继续旋转，而套筒22将沿相反方向运动。从而，将克服密封装置20附近的夹持效应，并且因缸体10将继续在原方向上旋转或不在原方向上旋转(逐渐制动)，所以活塞16将向下运动。该运动一直持续到如图4所示的位置。此时，进一步向下的运动将因挡块29的存在而变得不可能。此时，活塞16将在另一方向上全速旋转，底表面19上的任何咖啡原料和附着到顶表面17的任何咖啡原料将被向外推到排放装置31中。

在该向下运动期间，刷子唇缘21沿着滤网壁刮擦。结果，附着在滤网壁上的咖啡原料得以去除并掉到底表面19上，然后以上述方式被向外推。该装置提供了最佳的清洁。

从图4所示的位置开始，借助控制器27使电机26的旋转方向再次翻转，并且由于冲击/质量惯性，套筒22将离开挡块29，并且活塞16将沿向上方向运动到图1所示的位置，使得可以在与底表面19接合之后在缸体上重复填充过程。

上述装置的变型在图5和6中示出，在使用之后咖啡沿向上方向排放。该变型在整体上由41表示。对应于参照图1-4描述过的部分不再进行详细描述。存在具有用于煮好的咖啡的排放装置43的固定壳体42。咖啡/水的入口用45表示。没有更详细地示出咖啡的配量。与上述实施例中的一样，存在底部59和顶部57。它们彼此刚性地联接。顶部57具有刮除臂68。正如可以从图7看出的，除了横向刮除表面70以外，还有扇形的部分71，使得旋转时气流沿箭头72的方向产生在收集腔69中。图5中示出底部59处于下位置的状态。具有与轴70重合的轴65的电机56设置在其下面。存在螺旋轴64，在该螺旋轴64中有一连结到底部59并作为螺母的销63。凹槽58在端部开放，使得螺母63与凹槽58之间的任何污物可以排出。

周边壁部用55表示，并在顶部包括环56，圆锥形的向外变宽的部件53终止于环56下面，并且在两者之间界定出多个开口54。开口54引入排放装置43中。以有些变形的方式接合在作为滤网的周边壁部55上的刮除唇缘61连接到底部59。顶部57具有在图6所示的位置与周边壁部55相互作用的密封装置60。存在引入用过的咖啡原料的排放装置61中的开口67。任何未通过刮擦去除的咖啡原料可以由该装置排放出。

在图6中，示出根据图5的构造处于打开位置。顶部57已经与底部59一起向上运动。通过使底部59向上运动而向上刮擦咖啡残留物，并且当到达与环56相同的高度时，它们被推过该环并经由空间61排出。

存在锁定构造75，通过操作该锁定构造75，该装置的位于虚线76上方的部分可以从电机56移除。该可移除的部分可以在洗碗机中或以另一方式清洗，并且可以完全浸没在水或其它清洗液体中。该锁定机构包括这样的构造，通过该构造可以以简单的方式无误地实现电机轴65和底部59的联接。此外，该构造使得在理论上如果没有进行完全锁定则不可能进行操作。推转机构(push-and-turn mechanism)是其一个示例。

以上述方式可以用单一电机执行整个过程。此外，所有相关的部件总是干净的。通过使活塞以明显的旋转速度旋转，可以实现特别高程度的清洁。每分钟3-4千转的速度是一示例。然而，也可以采用其它值。可以在几秒钟执行整个过程，试验表明，以此方式制备出的咖啡具有特别好的味道。此外，可以选择使保持部的体积小于所期望的咖啡量。结果，可以为周边壁部上的咖啡原料层选择最佳的厚度。在加工期间，必须进一步地供给水。保持器的体积可以例如是每次操作所期望的咖啡总量的三分之一。

根据上述，变型将对于本领域技术人员来讲是显然的。这些变型落入所附权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种用于泡制咖啡饮料的离心设备(1；41)，包括：

可以围绕轴线(30；70)旋转的保持器；

用于驱动所述保持器的电机(26；56)；

用于将热水引入所述保持器的入口(6)；

用于将咖啡粉料引入所述保持器的入口(7)；

其中所述保持器包括底壁(19；59)、顶壁(17；57)、周边壁部(13；53)以及用于咖啡饮料的出口(14；54)；过滤器(15)存在于所述保持器中，用于保持咖啡粉料，所述保持器在所述过滤器(15)和所述出口(14；54)之间具有空间，一旦保持器被电机旋转，则热水将借助离心力而通过形成于所述过滤器(15)上的咖啡层，获得咖啡饮料，所述咖啡饮料接收在所述过滤器(15)和所述出口(14；54)之间的所述空间内并从所述空间流向所述出口(14；54)，所述设备进一步包括排放构件(3；43)，用于从所述保持器的所述出口(14；54)接收所述咖啡饮料并从所述设备排出所述咖啡饮料，所述出口(14；54)的流动面面积小于所述过滤器的自由流动面面积，从而所述出口(14；54)阻碍所述咖啡饮料的流动。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述出口(14，54)的所述流动面面积比所述过滤器的自由流动面面积小至少2000倍。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述出口(14；54)的所述流动面面积介于2-20mm²的范围内。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述过滤器包括滤网壁(15)。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述保持器的所述周边壁部(13；53)具有锥形加宽部分(13；53)，其向着向上方向加宽，所述出口(14；54)布置在所述锥形加宽部分(13；53)的顶部。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述出口(14；54)由一系列出口开口形成。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底壁(19；59)和/或所述顶壁(57)可以沿着所述保持器的旋转轴线位移，并且所述电机设置有实施所述位移的驱动装置。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电机(26，56)具有与所述保持器的所述旋转轴线(30；70)重合的驱动轴(25；65)。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述电机(26，56)用于使所述可移动的底壁(19；59)和/或可移动的顶壁(57)沿着所述保持器的旋转轴线发生位移。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述可移动的底壁(59)和可移动的顶壁(57)彼此刚性地连接。

11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述可移动的底壁(19；59)和/或可移动的顶壁(57)设置有中心螺母(23；63)，并且所述电机(26；56)设置有用于使所述可移动的底壁(19；59)和/或所述可移动的顶壁(57)往复移位的螺旋轴(24；64)。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，设置用于限制所述螺旋轴和所述螺母相互转动的止动装置。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述电机(26；56)布置在所述顶壁(17)的上方。

14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括去除装置(21；61)，所述去除装置(21；61)包括位于自由端、与所述周边壁部接触的刮除装置(21；61)。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括用于收集用过的粉料的收集腔，且所述去除装置包括用于清洁所述收集腔(69)的另一刮除装置(68)。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述另一刮除装置(68)制作成扇叶。

17.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底壁(19)、所述顶壁(57)分别可以在密封周边壁部的位置与远离周边壁部的位置之间运动，咖啡粉料的排放间隙分别界定在所述顶壁(57)、底壁(19)与周边壁部的端界之间。

18.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述底壁和顶壁彼此刚性地连接。

19.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述底壁和/或所述顶壁接合在所述周边壁部(15；55)上，所述周边壁部布置成使得其可以围绕所述轴线(30；70)旋转。

20.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述顶壁(57)和底壁制作成可以与所述电机脱离的单元。

21.根据权利要求3的设备，其特征在于，所述出口(14；54)的所述流动面面积介于5-12mm²范围内。

22.一种制备咖啡饮料的方法，其中使用可以围绕轴线旋转的保持器，所述保持器具有过滤器和位于所述过滤器下游并用于所述咖啡饮料的出口，所述方法包括：

将热水和咖啡粉料供应到所述保持器；

旋转所述保持器，产生离心力，导致水流过形成于过滤器上的咖啡粉料层并通过所述过滤器，从而获得的咖啡饮料流向所述出口，

其特征在于，所述出口(14；54)的流动面面积小于所述过滤器的自由流动面面积，从而所述出口(14；54)阻碍所述咖啡饮料的流动。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，水在通过所述咖啡粉料之后，在通过所述出口之前，经过形成所述过滤器一部分的滤网壁(15)。

24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述出口的所述流动面面积比所述过滤器的自由流动面面积小至少2000倍。

25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述出口的所述流动面面积介于2-20mm²的范围内。

26.如权利要求22所述的方法，其特征在于，通过调节离心作用控制通过咖啡粉料的水压。

27.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述出口的所述流动面面积介于5-12mm²范围内。

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