CN101677713B - 具有水箱和用于确定水箱出口孔大小的部件的饮料机 - Google Patents

Abstract

一种饮料机，其包括水箱(1)和适于容纳一定量饮料提取物的饮料提取物保持器(2)，无论饮料提取物装在或未装在过滤器中，该保持器适于容纳一定量的流体，其具有至少一个出口孔(4)以使饮料流出，并且其被布置于用于从水箱(1)的出口孔(3)接水的位置。而且，饮料机包括可移动地设置的水流限制部件(6)，其机械地连接到饮料提取物保持器(2)，使得饮料提取物保持器(2)的重量增加导致水箱(1)的出口孔(3)的限制提高。如果需要，为防止饮料提取物保持器(2)溢流，水箱(1)的出口孔(3)可以被完全阻塞。

Description

具有水箱和用于确定水箱出口孔大小的部件的饮料机

技术领域

本发明涉及用于制作饮料的装置，包括：水箱，其具有至少一个出口孔以使水流出；以及饮料提取物保持器，其拟用于填充一定量的饮料提取物，无论该饮料提取物装在或未装在过滤器中，该保持器适于容纳一定量的流体，其具有至少一个出口孔以使饮料流出，并且其被布置于用于从水箱的出口孔接水的位置。 

背景技术

已经公知包括水箱和饮料提取物保持器的饮料机。例如，饮料机可以是咖啡机，其适于基于水和研磨咖啡豆形式的一定量的咖啡提取物制作热咖啡，并且其包括用于加热水箱中存在的水的加热装置。并且，可以在一次性过滤器中提供咖啡提取物，其中适宜将饮料提取物保持器理解为过滤器保持器。一般地，当操作咖啡机用于制作咖啡时，采取以下描述的步骤。 

首先，咖啡机用户执行准备动作。特别地，用户在一次性过滤器中添加适当量的咖啡提取物并且将过滤器放在饮料提取物保持器中。而且，用户注意咖啡机的水箱已填充足够量的水。 

关于过滤器保持器，注意存在这样的咖啡机实施方式，其中过滤器保持器可移动地设置在咖啡机中，其中进一步可能的是适用于接收和保持过滤器保持器的外壳部分可枢转地设置。在这种情况下，将填充有一定量咖啡的过滤器放置在过滤器保持器中的步骤，可以通过将上述外壳部分转动到外壳打开的位置进行，并且其中可自由地地触及过滤器保持器。在过程中，为了将过滤器放在过滤器保持器中，用户可以决定将过滤器保持器从外壳部分中取出，并且随后将过滤器保持器放回到外壳部分中就位。在任意情况下，当咖啡机 包括上述可枢转地设置的外壳部分，并且过滤器保持器和过滤器的组合在外壳部分中就位时，用户通过枢转外壳部分到外壳闭合的位置而将过滤器保持器和过滤器置于咖啡机中的可操作位置。 

在准备动作完成后，用户启动咖啡机，其中加热装置打开并且加热水。热水从水箱出口孔滴出并且被接收在过滤器中。注意整个水箱可能位于过滤器保持器上方，但是并非必须如此。例如，在咖啡机的替代实施方式中，水箱的主要部分位于大致与过滤器保持器相等的水平上，并且水箱包括出口管，其中仅具有出口孔的该管的末端位于过滤器保持器上方。 

作为热水和存在于过滤器中的一定量咖啡提取物之间交互作用的结果而得到咖啡。特别地，水在重力的影响下流经一定量的咖啡提取物，其中有可能额外施加压力。咖啡通过过滤器保持器的出口孔从过滤器保持器中流出。 

实际上，当使用上文描述的咖啡机时，可能产生各种问题。其中这些问题与这样的事实有关：水箱的出口孔是狭窄出口，容易阻塞。首先，水箱的出口孔可能被水垢粒子和/或其他污染粒子阻塞，使得适量的水从水箱流到过滤器保持器需要相对长的时间。而且，作为结果，咖啡的口感受到严重影响。其次，过滤器保持器的出口孔可能被灰尘阻塞，或以某种方式被过滤器阻塞。当这种情况发生时，不仅咖啡要花很长时间才能从咖啡机中流出或者根本不流出，从而使用户感到困扰，而且由于在过滤器保持器中水的流入大于从过滤器保持器的饮料流出，结果很有可能造成过滤器保持器溢流。在过滤器中的咖啡过量的情况下由于相对高的流阻也可能发生过滤器保持器溢流。 

发明内容

本发明的目的是提供一种具有水箱和饮料提取物保持器的饮料机，其中可防止水箱出口被水垢粒子阻塞并且/或者其中不会发生饮料提取物保持器溢流。该目的是通过这样一种饮料机实现的，其包括：可移动地设置的水流限制部件，该部件适于基于其相对于水箱的位置而确定水箱出口孔的大小；以及用于将水流限制部件连接到饮料提取物保持器的机械结构。

根据本发明的饮料机包括可移动地设置的水流限制部件，其机械地连接到饮料提取物保持器。基于对于饮料提取物保持器的重量与饮料提取物保持器的流体填充程度密切相关的理解，可以在所有情况下，即当水流限制部件和饮料提取物保持器之间的机械连接使得饮料提取物保持器的重量的增加导致水流限制部件减小水箱出口孔的大小时，避免饮料提取物保持器的溢流。有利地，水流限制部件能够降低水箱出口孔的大小直至该孔完全被阻塞为止，其中饮料提取物保持器的重量和水流限制部件的位置之间的关系使得在饮料提取物保持器的流体填充程度是100％之前就达到水箱出口孔的阻塞条件。 

优选地，水流限制部件至少一部分可移动通过水箱的出口孔，因为在该情况下，在存在污染粒子的情况下，水流限制部件也可以具有从水箱出口孔将污染粒子去除的功能。 

在根据本发明的饮料机的实际实施方式中，水流限制部件至少一部分成形为圆锥形，其中圆锥形部分可移动通过水箱的出口孔。用这种方式，可以很好地实现上述水流限制部件去除污染粒子的功能。并且，基于这样的事实，即圆锥形的直径沿其高度而变化，通过改变圆锥形在开口中的位置，可易于调整圆锥形移动通过的开口的大小。一般地，当圆锥形以其尖端在前进位置而移动，并且圆锥形通过开口移动深入时，减小开口的大小。 

为完整起见，注意到用于将流动限制部件连接到用于制作饮料的设备的一部分的机械结构的使用本身是已知的。WO 96/33643公开了一种用于自动冲泡和保持茶的设备，其具有由配合在外段中的内段形成的浸泡室。内段包括一个腔室和茶水出口，该腔室用于接纳袋装茶、过滤器或茶叶球和用于浸泡的一定量的加热的水。流动限 制部件枢轴地固定到内段的底部，并且包括支撑截头圆锥体阀塞的阀臂，所述阀塞由弹簧定位和偏置以便其部分可调节地插入到具有互补截头圆锥体的茶水出口中。搬钮控制臂用于调节茶水出口内的阀塞的相对位置，其中在搬钮控制臂的前向末端上的手指搭环允许容易地调节流动限制部件。 

在本发明的范围内，用于将水流限制部件连接到饮料提取物保持器的机械结构的各种实施方式都是可行的。在一种优选的实施方式中，结构包括杠杆，其可绕位于杠杆两端之间的转动点转动，其中饮料提取物保持器和水流限制部件在转动点的不同侧连接到杠杆。用这种可靠方式，实现当饮料提取物保持器重量增加时，作用于杠杆一侧的饮料提取物保持器的拉力增加，使得杠杆倾向于绕转动点转动，并且在杠杆的另一侧即水流限制部件所在侧获得推力。这样，当饮料提取物保持器的流体填充程度增加时，实现水流限制部件通过水箱的出口孔被进一步推进，这导致该开口的大小减小，假定水流限制部件移动通过该开口的部分具有适当的形状，如上文描述的圆锥形。 

优选地，根据本发明的饮料机进一步包括弹性元件如弹簧用于通过将杠杆连接到固定点而限制杠杆移动。基于这种弹性元件的应用，防止杠杆自由移动，其中水流限制部件在饮料提取物保持器的重量改变影响下的位移可以被保持在可接受限度内。饮料提取物保持器的最大流体填充程度受弹性元件特性的影响，使得当弹性元件的刚度越高时最大流体填充程度越高。 

有利地，水流限制部件的形状和用于将水流限制部件连接到饮料提取物保持器的机械结构的特性适于实现平衡状态，其中通过水箱出口孔的水流量实际上等于通过饮料提取物保持器出口孔的流体流量。用这种方式，可以实现流经饮料提取物保持器的最大可能水流量，而避免饮料提取物保持器溢流。所述最高可能流量的重要优势是在制作饮料过程中提取时间可以尽可能短。例如在饮料是咖啡并且水流通过一定量研磨咖啡豆的情况下，短的提取时间带来所期望的温和咖啡口感。 

从以下对根据本发明的饮料机的描述并参照该描述可以理解并说明本发明的上述方面和其他方面。 

附图说明

现在将参照附图更加详细地描述本发明，其中 

图1示出了根据本发明的饮料机的多个组件。 

具体实施方式

图1示出了根据本发明的饮料机的多个组件，其并未作为整体示出。在下文中，假设饮料机是咖啡机，其并不改变本发明同样适用 于其他饮料机类型的领域的事实。 

咖啡机包括水箱1和过滤器保持器2，其中，在如图1示出的正常方位中，过滤器保持器2位于水箱1下方。水箱1用于容纳在咖啡机操作期间被加热并且通过出口孔3提供给过滤器保持器2的水。注意在咖啡机操作期间，容纳一定量研磨咖啡豆的一次性过滤器(未示出)位于过滤器保持器2中，其中基于热水和研磨咖啡豆之间的相互作用得到咖啡。为了使咖啡从过滤器保持器2流出的目的，过滤器保持器2包括至少一个出口孔4，其位于过滤器保持器2的底部5处。 

咖啡机进一步包括具有圆锥形部分7的水流限制部件6，以及用于将水流限制部件6连接到过滤器保持器2的机械结构8。机械结构8包括杠杆9，其中过滤器保持器2连接到杠杆9的一端，并且其中水流限制部件6连接到杠杆9的另一端。并且，杠杆9可绕转动点10转动，其中杠杆9在其两端之间的位置连接到该转动点10。在示出的示例中，转动点10位于固定地连接到水箱1的悬吊元件11上。在到转动点10的连接和支撑水流限制部件6的一端之间的位置，杠杆9通过弹簧13连接到固定点12，其中，在该示例中，固定点12位于水箱1上。 

从上述可知，在过滤器保持器2连接到杠杆9的一侧，过滤器保持器2从水箱1悬吊下来。图1示出，在另一侧，过滤器保持器2被支撑于咖啡机的支撑14上。 

在咖啡机操作过程中，将发生下文要描述的过程。假设在咖啡机操作开始时，过滤器保持器2容纳了填充一定量研磨咖啡豆的过滤器，并且水箱1容纳了足以基于水和研磨咖啡豆之间的相互作用而制作咖啡的一定量的水。 

在水箱1内部，存在阀门(未示出)，其适于在闭合位置阻止水流通过出口孔3并且在打开位置允许水流通过出口孔3。在加热水的过程中，阀门保持在闭合位置。并且，咖啡机包括适于检测水箱1中的水温和控制阀门位置的传感器/切换装置(未示出)。在显示水 温已达到适当值的情况下，即在显示水足够热的情况下，阀门被置于打开位置，使得出口孔3畅通并且允许水流通过孔3并且落入具有一定量研磨咖啡豆的过滤器，过滤器位于过滤器保持器2内。在该过程开始时，水流限制部件6位于图1所示的位置，其中水流限制部件6不以任何方式限制水箱1的出口孔3的大小。这样，水以最大流量度被供给到过滤器保持器2。 

水不被允许自由地通过位于过滤器保持器2的底部5的出口孔4，而是需要先流经研磨咖啡豆和过虑器的事实导致这样的情形：过滤器保持器2中水的流入大于从过滤器保持器2的咖啡流出。过滤器保持器2中存在的一定量流体导致过滤器保持器2重量增加。在某个点，由过滤器保持器2施加于杠杆9的拉力如此高，以至杠杆9对抗弹簧13的作用而转动，其中杠杆9支撑水流限制部件6的一端向上方向移动，即向水箱1的出口孔3的方向移动。在该过程中，水流限制部件6的圆锥形部分7的尖端进入水箱1的出口孔3，并且圆锥形部分7的顶部向出口孔3内移动直至达到新平衡状态为止。 

在新平衡状态，由于水箱1的出口孔3部分地被水流限制部件6的圆锥形部分7的顶部填充，从水箱1到过滤器保持器2的水流受到限制。有利地，机械结构8的特性，包括弹簧13的特性，以及水流限制部件6的圆锥形部分7的形状的选择，使这样的情况得以实现：过滤器保持器2中水的流入实际上等于从过滤器保持器2的咖啡流出。这样，过滤器保持器2不会发生溢流，同时保持最高可能水流量。就提取时间可以尽可能短的事实而言，后者是有利地，其对咖啡的口感/香味具有积极的影响。 

每次过滤器保持器2中水的流入与从过滤器保持器2的饮料流出不同，杠杆9就转动使得达到新平衡，这导致基于在开口3中的水流限制部件6的圆锥形部分7位置的适当调整，从水箱1的出口孔3流出的水量适当地得以调整。由于在过滤器保持器2的仍低于100％的某填充程度时，过滤器保持器2的重量如此大，以致水箱1的出口孔3被水流限制部件6完全阻塞，所以在任何时刻都能防止过滤 器保持器2溢流。 

总体而言，实现：当流体填充程度和过滤器保持器2的重量增加时，水流限制部件6的圆锥形部分7通过水箱1的出口孔3进一步移动并且在最大程度上限制水箱1的水流，并且当流体填充程度和保持器过滤器2的重量降低时，水流限制部件6的圆锥形部分7退出并且在较低程度上限制水箱1的水流。由于水流限制部件6到过滤器保持器2的机械连接，水流限制部件6响应于过滤器保持器2的重量，并且实现在过滤器保持器2的流体填充程度和水箱1的出口孔3的大小之间的关联。对于过滤器保持器2的最大允许流体填充程度，即对于与水箱1的出口孔3的完全阻塞相关的过滤器保持器2的重量阈值，弹簧13的刚度是决定因素。 

除了防止过滤器保持器2溢流和实现最佳水流量外，另一个优势值得一提，即水流限制部件6的圆锥形部分7具有保持水箱1的出口孔3免受污染的功能的事实。特别地，在咖啡机使用期间，水垢粒子可能沉积在孔3中。然而，当水流限制部件6的圆锥形部分7的顶部进入孔3时，可能存在的水垢粒子被分离并且由此从孔3移开。在所做的有关本发明的试验中，已经发现基于应用水流限制部件6的有利效果，其中水流限制部件6被布置为可通过水箱1的出口孔3移动，孔3可保持畅通至少800次咖啡制作循环。而且，显示对于各种咖啡量，可实现1.4％的咖啡提取值，平均提取时间为3分钟，这是非常好的结果。提取值指溶解于咖啡中的固体物的百分比。 

本领域的普通技术人员将理解本发明的范围并不受限于上文所讨论的示例，其可能有若干修改和变更而不会背离权利要求书中所定义的本发明范围。尽管已经在附图和描述中示出并且详细描述了本发明，但这样的示出和描述应被认为仅仅是图示和示例性的，并且不是限制性的。本发明并不限于所公开的实施方式。 

本领域的普通技术人员通过研究附图、说明书和权利要求书，在实践本发明时可以理解并且实现对所公开实施方式的变型。在权利 要求书中，词语“包括”不排除其他步骤或元件，并且不定冠词“一个”或“一种”不排除复数。某些措施在互不相同的从属权利要求中陈述的事实并不表明不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何参考标号不应理解为限制本发明的范围。 

在上文中已经描述了一种饮料机，其包括水箱1和适于容纳一定量饮料提取物的饮料提取物保持器2，无论该饮料提取物装在或未装在过滤器中，该保持器适于容纳一定量的流体，其具有至少一个出口孔4以使饮料流出，并且其被布置于用于从水箱1的出口孔3接水的位置。而且，饮料机包括可移动地设置的水流限制部件6，其适于确定水箱1的出口孔3的大小。水流限制部件6机械地连接到饮料提取物保持器2，其中作为饮料提取物保持器2的流体填充程度增加的结果，饮料提取物保持器2的重量增加，这导致水箱1的出口孔3的限制提高。最终，在从饮料提取物保持器2的饮料流出大大小于饮料提取物保持器2中水的流入，乃至在饮料提取物保持器2的出口孔4被阻塞而没有饮料流出的情况下，水箱1的出口孔3可以被完全阻塞以防止饮料提取物保持器2溢流。而且，水流限制部件6的应用提供了实现这种情形的可能性：其中饮料提取物保持器2中水的流入实际上等于从饮料提取物保持器2的饮料流出，使得可以实现提取时间尽可能短。在饮料是咖啡的情况下，这对咖啡的口感/香味具有积极的影响。 

水流限制部件6的设置可以使得其可以从水箱1的出口孔3移入和移出，并且可以包括例如圆锥形部分7。当使用这种水流限制部件6时，另一个优势是水流限制部件6可以具有保持出口孔3没有水垢粒子和/或其他污染粒子的功能。 

Claims (7)

1.一种用于制作饮料的装置，包括：

-水箱(1)，具有至少一个出口孔(3)以使水流出；

-饮料提取物保持器(2)，其用于填充一定量的饮料提取物，无论所述饮料提取物装在或未装在过滤器中，所述保持器适于容纳一定量的流体，其具有至少一个出口孔(4)以使饮料流出，并且其被布置于用于从水箱(1)的出口孔(3)接水的位置；

-可移动地设置的水流限制部件(6)，其适于基于其相对于水箱(1)的位置确定水箱(1)的出口孔(3)的大小；以及

-机械结构(8)，用于将水流限制部件(6)连接到饮料提取物保持器(2)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述水流限制部件(6)的至少一部分(7)可移动通过所述水箱(1)的出口孔(3)。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述水流限制部件(6)的至少一部分(7)的成形为圆锥形，并且其中圆锥形部分(7)可移动通过所述水箱(1)的出口孔(3)。

4.根据权利要求1所述的装置，其中用于将所述水流限制部件(6)连接到所述饮料提取物保持器(2)的所述机械结构(8)包括杠杆(9)，所述杠杆(9)可绕位于所述杠杆(9)两端之间的转动点(10)转动，并且其中所述饮料提取物保持器(2)和所述水流限制部件(6)在所述转动点(10)的不同侧连接到所述杠杆(9)。

5.根据权利要求4所述的装置，进一步包括弹性元件，用于通过将所述杠杆(9)连接到固定点(12)限制所述杠杆(9)的移动。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述水流限制部件(6)的形状和用于将所述水流限制部件(6)连接到所述饮料提取物保持器(2)的所述机械结构(8)的特性适于实现平衡状态，其中通过所述水箱(1)的出口孔(3)的水流实际上等于通过所述饮料提取物保持器(2)的出口孔(4)的饮料流。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述弹性元件为弹簧(13)。

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