CN101404916B - 滴滤式咖啡机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滴滤式咖啡机，其包括改善酿造咖啡口味并促进使用的特征。在一个实施例中，一体板盘磨机提供咖啡粉到咖啡滑道中，该咖啡滑道将料送到过滤器锥体。咖啡滑道一端的滑道门防止蒸汽或冷凝液进入咖啡滑道。在另一个实施例中，带有过滤器锥体的弹出托盘可与阻尼的弹簧偏压机构连结，该阻尼的弹簧偏压机构缓和弹出运动。进一步，转动浮标可提供在玻璃水瓶内以便用户可容易地读取玻璃水瓶内液位。

Description

滴滤式咖啡机

技术领域

本发明涉及咖啡机，更具体涉及滴滤式咖啡机(drip-filter coffeemaker)。

背景技术

滴滤式咖啡机是公知的。然而，咖啡饮用者在品味更高质量咖啡方面变得更老练，因此要求改进咖啡制作设备从而能够产生更好口味的咖啡，其易于使用并具有消费者所需的其他属性。

发明内容

本发明的目的是提供具有集成板盘咖啡磨机(plate burr coffeegrinder)的滴式咖啡机。

本发明的另一个目的是提供滴滤式咖啡机，其具有容纳过滤器锥体和伸缩注水端口的弹出屉。

本发明的另一个目的是提供滴滤式咖啡机，其具有由弹簧偏压机构辅助打开的弹出屉。

本发明还有一个目的是提供具有液位指示件的玻璃水瓶。

因此，提供了一种滴式咖啡机，其包括底座和使底座与头部组件互连的直立外壳。头部组件进一步包括过滤器锥体和贮藏罐。还包括一个位于贮藏罐上方的板盘磨机。

本发明还提供了滴滤式咖啡机，其包括底座，使底座与头部组件互连的直立外壳。头部组件进一步包括承载过滤器锥体的弹出托盘。还提供了贮藏罐。本发明还包括弹簧偏压机构，其包括向外弹出弹出托盘的弹簧。

本发明进一步提供了玻璃水瓶(carafe)，其包括隔热主体和主体承载的盖组件，并且玻璃水瓶内提供了液位检测机构。

附图说明

为了更好理解本发明，要参考下面的附图，其中：

图1是按照本发明教导的滴滤式咖啡机的透视图；

图2是沿图1的线A-A所描绘的设备的截面图；

图3是部分地通过咖啡输送路径的截面图，其示出滑道(chute)和回转阀；

图4是电磁阀、阀连接件和阀的透视图；

图5是通过咖啡输送路径的截面图，其示出打开位置的阀；

图6是储料斗(hopper)和咖啡输送路径的俯视平面图；

图7是通过板盘磨机和咖啡滑道的截面图；

图8是水箱、容积传感器和水输送系统的侧视图，其中部分被截面；

图9是弹出屉的透视图，其示出伸缩注水端口；

图10(a)、(b)和(c)是弹出屉的俯视平面图，其示出伸缩注水端口的操作；

图11是弹出屉的倒转透视图，其示出扭转弹簧、阻尼器和连接件的操作；

图12(a)、(b)和(c)是弹出屉的倒转平面图，其示出驱动连接件和从动连接件的操作；

图13是弹出屉和阻尼连接机构的透视图；

图14是按照本发明教导的隔热玻璃水瓶的透视图；

图15是图4中所示盖和液位外壳的倒转透视图；

图16是通过磁线性液位指示件的截面图；

图17是通过浮动线性液位指示件的截面图；

图18是示出按照感测到的酿造容积来优化酿造时间的方式的图；

图19是咖啡滑道门和直流步进马达的透视图；

图20是部分地通过咖啡输送路径的截面图，其示出闭合位置的滑道门；

图21是部分地通过咖啡输送路径的截面图，其示出打开位置的滑道门；

图22是转动浮标(pivot float)的透视图；

图23(a)是有转动浮标的空玻璃水瓶的截面图；

图23(b)是玻璃水瓶的部分透视图；其示出转动浮标及其支座；

图24是带转动浮标注有液体的玻璃水瓶的截面图；和

图25是显示将弹出托盘弹出的阻尼弹簧机构的透视图。

具体实施方式

图1中示出滴滤式咖啡机10。设备10的外观特征为具有底座11，直立外壳14和带有咖啡豆储料斗22和弹出屉13的头组件12。直立外壳14包括水贮藏罐，并且使底座11和头部件12互连。在该示例中，底座不包括加热板。相反，该单元与隔热玻璃水瓶15一起工作。

如图2所示，直立外壳14包含水贮藏罐15。通过将咖啡磨机21设置在贮藏罐15上方并在直立外壳14上延伸，可节省相当的空间，特别是节省在垂直方向上的空间。咖啡豆的磨机储料斗22直接位于磨机21的上方。

在本发明优选实施例中，磨机21使用板盘23。带板盘的磨机具有这样的特性，其弹出研磨的咖啡的速度比带锥形盘的磨机要快。因为板盘磨机弹出的咖啡研磨粉的动能足够高，所以磨机可位于远离滤纸保持锥体(paper filter holding cone)24的位置。弹出的研磨粉通过咖啡滑道25，滑道25是从板盘磨机21的出口延伸、经直立外壳进入头组件并终止在过滤器锥体上方的通道，这将在下面进一步说明。

为了防止湿气和水蒸气进入咖啡滑道25，滑道终止在滑道门26处。当研磨粉被咖啡磨机21弹出时，通过启动马达或电磁阀或其他致动器，咖啡机的控制器打开滑道门26。在研磨操作完成时滑道门26关闭。

如图3所示，咖啡滑道25的终端弯曲部分31包括可拆卸从而允许清洗滑道25以及邻近门26的滑道区域的部件。

如图4所示，旋转门26被安装在水平轴41上。电磁阀43的往复轴42具有铰接端44，该铰接端带有连接件45。连接件45绕水平根轴(stubshaft)46转动。以该方式，电磁阀轴42的往复运动使得门26打开和关闭。如图5所示，当门26打开时，板盘磨机弹出的咖啡研磨粉被输送到酿造锥体24的开口中。当门26关闭时，咖啡滑道25有效地密封以隔离于酿造锥体的区域。图19到21示出了关闭门的可替换机构。

如图6所示，咖啡滑道25包括封闭通道，该封闭通道沿着从磨机出口到阀26的区域的稍微弯曲路径。滑道25的路径稍微弯曲从而节省弹出的咖啡研磨粉的动能。在具体优选实施例中，咖啡滑道接近咖啡研磨粉的离开轨道。如图7最佳示出，全部咖啡豆71都装在储料斗22内。咖啡豆落到板式研磨头72、73的区域内，可以理解，上板盘72具有中心开口以允许咖啡豆从其中通过。咖啡研磨粉是通过在上下盘72、73之间的间隙弹出的。与磨机马达一起旋转的不锈钢风扇74辅助推进研磨粉使其通过磨机的出口75。通过出口75的研磨粉通过稍微设置在盘“下坡”的弯曲滑道25，从而允许重力辅助将研磨粉从出口75输送到滑道门26的区域。磨机的操作持续时间决定供应到酿造锥体的研磨粉的量。该持续时间可参考贮藏罐81中传感器提供的注入液位(容积)数据被确定。

如图8所示，内贮藏罐81包括水箱，其中可设置浮标82或其他液位检测传感器。浮标82包括例如可由大量均匀隔开并垂直设置的接近传感器(proximity sensor)84检测到的磁体83。在优选实施例中，接近传感器被隔开以便每个开关变化相应于，例如两杯水。加水到贮藏罐中会引起浮标导腔(guide chamber)85中浮标上升且因此引起磁体83上升。设备的控制器检测哪一个或哪两个接近传感器84最靠近磁体83。因此，控制器可判断贮藏罐的容积，其精度接近一杯。所收集的关于贮藏罐中水容积的数据可用于许多目的。一个目的是调整要被磨机研磨并排出的咖啡豆的量。这是通过设备的控制器基于贮藏罐中水量为磨机建立的“导通”时间来实现的。传感器的另一个目的是调整热水排放持续时间或酿造时间，这将被进一步说明。注意，液罐的内容物是通过软管86被排出的，该软管86具有位于酿造锥体88开放嘴上方的出口87。

如图9所示，磨机外壳91、咖啡滑道25(部分地拆开示出)和覆盖酿造锥体的帽件92在弹出托盘13能够打开和闭合时保持静止。在该示例中，这些元件被安装到一起从而形成喷头底盘(showerhead chassis)97。如图9和10(a)—(c)示出的那样，弹出屉13的打开和闭合导致伸缩注水端口93的展开。端口93包括转动顶端开口尾片94和嵌入其中的往复水滑道95。如图10(a)所示，当弹出托盘13关闭时，水端口93被完全地包含在头组件中。水滑道93终止在敞开截顶的漏斗状托盘或扩大部分96中。漏斗状扩大部分96的底侧具有垂直销101，该垂直销101被弹出屉13底表面中形成的狭槽102捕获并在其中移动。如图10(b)所示，打开弹出屉13会引起伸缩滑道95从尾片94延伸。同时，狭槽102中销101的动作会引起整个端口93转动远离酿造锥体103。沿弹出托盘13侧边的间隙104允许端口的漏斗状终端扩大延伸通过弹出托盘13的侧边，这使得用户容易接触到它。如图10(c)所示，当弹出托盘13完全打开时，端口93完全伸展并被完全横向放置，因此完全扫过酿造锥体103的外部边缘。在该位置，滤纸可被引入到酿造锥体103中或者从其中移除，而不受端口93的阻挡。张力弹簧105将注水端口93向如图10(a)所示的初始位置偏压，因此在弹出托盘13关闭时有助于端口93的收缩。

如图11和12(a)—(c)所示，可选阻尼弹簧机构有助于弹出屉13的打开。如图11所示，扭转弹簧组件110被固定在头组件或垂直外壳内。因此，扭转弹簧111绕固定轴112安装。轴112也承载转动驱动连接件113，该驱动连接件113被扭转弹簧111偏压朝向延伸位置。为了紧凑，驱动连接件113通常为“L”形。驱动连接件113的外终端114被转动到从动连接件115处，这相应于驱动连接件113的旋转延伸。从动连接件115的外终端被转动到弹出托盘116的一部分处。

弹出屉13被栓锁机构保持在完全闭合位置。朝向垂直外壳向内推动弹出托盘13可释放栓锁机构并允许扭转弹簧朝向延伸位置旋转驱动连接件113。为了这样做，从动连接件115向完全延伸位置驱动弹出托盘13。弹出托盘13的这个往复运动是由沿弹出屉13的横向末端定位的导轨117导引的。平行导轨117由头组件中形成的配合狭槽承载。

上面引用的连接机构的几何构型将参考图12(a)—(c)更好地解释。图12(a)中示出弹出托盘13的闭合位置。注意“L”形的驱动连接件113从其与轴112和扭转弹簧111的转动接头向后延伸。因此，驱动连接件113的第一臂121从轴112向后延伸，并形成90度弯曲122。驱动连接件113继续通过弯曲122向着屉123的最近侧边，并终止在与从动连接件115的转动接头114处。

参考图12(b)，可以理解驱动连接件113向着酿造锥体顺时针旋转(如下面看到的那样)，因此引起从动连接件115延伸。在完全延伸位置，如图12(c)所示，驱动连接件113和从动连接件115都完全伸展，从而引起弹出托盘13的完全延展。如图11所示那样，扭转弹簧机构121在垂直高度上具有与驱动连接件113的转动接头，这导致驱动连接件和从动连接件都恰在弹出屉13底侧122的上方工作。

如图13所示，扭转弹簧组件121引起的弹出托盘13的运动被阻尼，因此缓和了扭转弹簧传递的速度和加速度。这是通过将固定齿轮131定位成例如被安装到喷头底盘97底侧而实现的。旋转齿轮132位于驱动连接件113上并在其上方。固定齿轮131和阻尼器(damper)的旋转齿轮132通过彼此啮合而配合。随着驱动连接件113绕扭转弹簧组件110的轴112转动，位于驱动连接件113底侧的阻尼机构133抵抗了阻尼器的齿轮132的旋转，该阻尼机构133直接在旋转齿轮132的下方并与旋转齿轮132保持联系(in communication with)。该类阻尼机构的特征为摩擦机构，如被承载在含油脂的容器隔间中的旋转叶轮的结构。使用其他阻尼机构可达到同样的效果。图25中示出一个示例。

如图14所示，优选的是，参考隔热玻璃水瓶140使用本发明的滴滤式咖啡机。玻璃水瓶140包括隔热不透明或不导热(opaque)主体141，该主体通过铰接或螺纹接头来承载带把手145的可拆卸隔热盖组件142。为了清洗方便，盖可拆卸并可更换。优选地盖的特征为具有转动喷嘴罩143，通过在把手145上的拇指触发器144可致动该转动喷嘴罩143。喷嘴罩143和拇指触发器144通过盖142内的机械连杆被互连。盖142也具有中心开口146，酿造的咖啡通过该中心开口146被排出。盖142也具有透明显示透镜147，通过该透镜可以观察玻璃水瓶内酿造的咖啡的体积，这将在下面被说明。

如图15所示，管状指示器外壳151被承载在盖142底侧。注意把手145也被附连到盖142上并被盖142承载。位置玻璃(site glass)和指示器管151的组合可以以多种方式被使用，如下面的说明。

如图16所示，指示器管151被承载在盖142的开口内。在该实施例中，管151被密封。包含在其中的是螺旋状旋转指示器轴161。指示器轴161在其下端具有法兰162，该法兰162与根件或销163一起工作从而相对管151的下端定位并记录轴161的下端。轴161的上端也带有法兰164。指针165优选被承载在上法兰164上并在位置玻璃147的下方。具有中心狭槽167的磁环166环绕指示器轴161。磁环166是相对管151内部被栓锁，因此防止旋转并允许在垂直方向上自由移动。以该方式，磁环166的升降引起指示器轴161的相应旋转。磁环166的这个垂直移动是由浮标圆盘168引起的。虽然浮标圆盘168是漂浮的，但它含有诸如钢圆盘169的元件，该钢圆盘169具有与磁环166的磁性相互作用。因此，磁环166将跟随浮标圆盘168的移动，因此导致在指示器轴161内的相应旋转。被轴161刚性地承载的指针165指示旋转度并因此指示了玻璃水瓶内水或酿造咖啡的体积。

图17示出另一个可替换实施例。在该实施例中，指示器管151没有被密封，且因此玻璃水瓶内的酿造的咖啡能够进入管子151的内部。类似配置的指示器轴171和指针172被包含在管151内。随着咖啡进入管151的内部，引起浮标173上升或下降。浮标173被锁定在管151的内部以便浮标的中心狭槽174作用在螺旋轴171上从而使其旋转。以该方式，浮标173的移动被转换为指针172的旋转并向用户提供了玻璃水瓶内所含咖啡的内体积的指示。

如之前所述，设备的控制器从箱容积传感器84接收信息，如前面参考图8的讨论。因为箱81的整个容积的物质被输送到酿造锥体中研磨的咖啡中，所以在酿造周期开始或之前整个箱81内的容积就是酿造容积的直接指示。单元的控制器可使用酿造容积的这个预先确定的度量来调整酿造时间，以便输送优化的酿造物。在一个实施例中，酿造时间是通过单元的煮沸炉的起动和关闭循环被调整的。煮沸炉的这个起动和关闭循环可被用来减缓煮沸炉将水提供给过滤器中研磨粉的有效速率。如图18所示，可以看到传统优化的酿造时间180相应于4-6分钟的时间间隔。这意味着热水与过滤器中的咖啡粉接触时间为约4-6分钟。图18中曲线图上的第一条线181示出传统滴滤式咖啡机在一个时间段上的体积输出量。可以看到输出基本是在从1.5分钟两杯酿造物到约11分钟12杯酿造物的线性范围内。然而，注意，酿造仅在约5杯到约7杯的优化范围180内。当酿造少于5杯时，酿造周期实际上太短。按照上面的教导，本发明通过调整酿造周期时间克服了这一点，这是通过按照在开始酿造周期之前从贮藏罐获取的预定容积测量值来调整酿造周期时间而实现的。在该示例中，可以看到在酿造一杯时，如传感器84确定的那样，酿造周期被调整为4分钟。参考酿造4杯的示例，酿造周期时间被调整到稍少于5分钟，这很好地落在优化的区域180内。因为酿造周期时间可以以建议的方式被向下调整，这允许单元得益于更高效的加热器，因此能够更快地输送酿造的咖啡。与现有技术的酿造时间181相比，当酿造容积约为8杯(或更多)时，这样更快地输送酿造的咖啡是有利的。

可以看到某些现有技术设备具有小杯设定183，其中输送泵是以较慢的速率运转的。当酿造容积在约2到4杯时，这具有延迟酿造周期时间的效果，并提供更好的质量。然而，即使使用与现有技术设备关联的“小杯设定”，(a)当酿造容积落在约3.5杯以下时，酿造未达到最优酿造周期时间180，和(b)在酿造容积超过约4杯时，“小杯设定”对酿造容积没有影响。

图19、20和21描述进一步的实施例，其中不用电磁阀，而是使用直流步进马达来控制在咖啡滑道端部的滑道门(或“滑道阀”)。参考图19，在该示例中，滑道门191包括在两个通常为扇形的侧面板193、194间延伸的弓形底板192。狭槽195刚性地连接到扇尖196和更靠近底板192的位置之间的扇形194上。在某些实施例中，狭槽和扇形是一体形成的。狭槽195靠近直流步进马达199。步进马达具有输出驱动轴198。曲柄197被安装在驱动轴198上，并进一步带有被插在狭槽195中的销(未示出)。因而，马达的旋转被转换为滑道门的往复运动。

现在参考图20和21，凸缘201从滑道203的上顶板202延伸。凸缘201类似于滑道门192而弯曲并恰被定位在滑道门底板192之上。当步进马达在“关闭”位置时，底板192关闭滑道203。参考图21，随着步进马达“步进到”“打开”位置，马达的驱动轴旋转并转动曲柄、狭槽和滑道门。滑道门底板192之后向凸缘旋转并不阻塞滑道。

在某些实施例中，玻璃水瓶(因为瓶子是不透明的)进一步包括液位检测机构，从而允许用户看到不透明玻璃水瓶内的液位。在一个示例中，转动浮标用于该目的。参考图22，转动浮标220具有浮动臂221和指示器222。如气囊223的囊被提供在浮动臂221的一端。在该实施例中，气囊被超声波密封到注塑的浮动臂中。轮廓近似圆柱形的辊子224被提供在臂221的另一端。指示器位于辊子224的侧边并被刚性地连接到辊子224上。

指示器222进一步具有弧形标尺225，其具有标记或读数表明玻璃水瓶内的液位。两侧面板226、227从标尺225垂直伸出。反转的“U”形第三面板230进一步被提供在两个侧面板之间。标尺225和侧面板及第三面板限定空间231，玻璃水瓶剩余内容可位于该空间231内。有两个对准的根轴线228、229，每个都垂直于一个面板延伸出。从邻近辊子224的面板227延伸出的轴线229被刚性地固定到辊子224。另一个轴线延伸到被提供在玻璃水瓶内的相应内容(未示出)并有助于定位转动浮标220。

如图23(a)(b)和24所示，底座231被附连到玻璃水瓶侧壁233的边缘232。提供这种附连以便间隙234足够宽从而容纳标尺225，且一个厚度的旋转限位器被提供在边缘232和底座231之间。底座231可位于面板和指示器的标尺225限定的空间内。转动浮标220因此可被定位成在底座旋转运动。浮动臂221可从底座231向着壶内部延伸。

旋转限位器从中心咖啡入口235的侧壁并向着底座231与壶连接的壶侧壁处延伸。限位器将底座231支撑于指示器下方。限位器的第一部分236可位于边缘232和底座231之间的间隙234中。第一限位器部分236弯曲到指示器下方的第二部分237中。第二限位器部分237向第三限位器部分238倾斜并弯曲到其中。

进一步，带有可选观察透镜的观察窗239被提供在盖240中并位于标尺225的上方。这个观察窗可以是带有或没有透镜的观察开口，该透镜覆盖或密封开口。当浮动臂随液位的改变而上升或下降时，转动浮标绕其轴线(未示出)转动，并使标尺225旋转。带有不同标记的标尺的不同部分可通过该观察窗被观察。显示的标记指示用户玻璃水瓶内的液位。

在进一步的实施例中，弹出托盘运动的阻尼可以图13中所示机构的改进方式来实现。参考图25，咖啡机250的弹出托盘251被阻尼弹簧机构向外偏压。扭转弹簧257绕轴256卷绕。轴的每个终端都被附连到通常为L形的驱动连接件254上。当弹出托盘关闭时，每个驱动连接件254向后并向上延伸直到其弯曲为肘形。该点以后，驱动连接件向上但不向前延伸，并在与从动连接件253的转动连接255处终止。从该转动连接处，从动连接件253向前并向下直到与弹出托盘251的横向侧260的附连处。每个驱动连接件及其相应从动连接件被总称为连接组件。轴两端的连接组件彼此平行且相同。所有前述转动连接绕与弹出托盘的前后边缘平行的水平轴线旋转。

随着栓锁机构(未示出)释放，扭转弹簧也释放。弹簧偏压引起轴和驱动连接件向前旋转。驱动连接件的旋转推动转动连接并因此推动从动连接件向前，从而弹出托盘。

进一步参考图25，对这个弹簧偏压弹出运动的阻尼是通过在轴上安装旋转齿轮258并使旋转齿轮和阻尼器的齿轮259啮合来实现的，该阻尼器齿轮259与阻尼机构252保持联系。弹簧偏压轴从而向前旋转，但该前向旋转被阻尼器齿轮缓和或阻尼。

虽然已经参考具体结构公开了本发明，但应该理解这些仅是以示例方式而非限制本发明范畴和精神的方式提供的。

Claims (12)

1.一种滴滤式咖啡机设备，其包括：

底座；

使该底座与头组件互连的直立外壳；

所述头组件还包括酿造锥体；

贮藏罐；所述贮藏罐具有用于确定所述贮藏罐内的水量的液位检测传感器，所述传感器与控制器通信；

板盘磨机；

该板盘磨机适于将被研磨咖啡排放到咖啡滑道内，所述咖啡滑道排粉到所述酿造锥体内；其中所述控制器基于所述贮藏罐内的所述水量来调整所述板盘磨机排出的被研磨咖啡的量。

2.如权利要求1所述的设备，其中：

所述咖啡滑道从所述板盘磨机的出口延伸到排向所述酿造锥体内的滑道门。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中：

所述咖啡滑道是稍微弯曲的封闭通道。

4.如权利要求1所述的设备，其中：

所述咖啡滑道接近所述被研磨咖啡的离开轨迹。

5.如权利要求2所述的设备，其中：

所述滑道门由直流步进马达操作。

6.如权利要求1中所述的设备，其中：

所述咖啡滑道进一步包括可拆卸终端部件以有助于清洗所述咖啡滑道。

7.如权利要求2所述的设备，其中：

所述咖啡滑道进一步包括位于邻近所述滑道门的可拆卸终端部件。

8.如权利要求7所述的设备，其中：

不锈钢风扇辅助所述被研磨咖啡的排出。

9.如权利要求8所述的设备，其中：

所述风扇随磨机马达旋转。

10.如权利要求2所述的设备，其中：

当咖啡粉被排出时控制器使得致动器打开所述滑道门并且当完成研磨操作时该控制器使得所述致动器关闭所述滑道门。

11.如权利要求2所述的设备，其中：

所述板盘磨机具有盘，并且所述咖啡滑道被置于所述盘的下坡处。

12.如权利要求10所述的设备，其中：

所述咖啡滑道从所述酿造锥体上方排粉到所述酿造锥体内。

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