CN104138207A - 高温无菌饮料冲煮机 - Google Patents

Abstract

一种高温无菌饮料冲煮机，利用一主锅炉将一供水泵供应的冷水，直接加热成一超过沸腾温度的过热热水，该过热热水通过一预热热交换器与被加热前的冷水进行热交换，而被降温成一适温热水，再将该适温热水输送到至少一个辅锅，该辅锅设有一温度侦测器、一水位侦测器及一偿温加热器，当侦测该辅锅内适温热水未达一温度设定值时，启动该偿温加热器对适温热水进行补偿性加热工作，而能在一次饮料冲煮程序中，供应稳定温度的大量适温热水，以提升饮料冲煮质量及节省冲煮时间，且用于冲煮饮料的适温热水被预先煮沸，确保卫生无虞。

Description

高温无菌饮料冲煮机

技术领域

本发明涉及一种饮料冲煮机，特别是指一种高温无菌饮料冲煮机。

背景技术

饮料冲煮机被运用于制备例如咖啡、茶类等饮料，主要由一加热装置将外界水源加热至一例如95℃的温度设定，并由一供水装置将热水配送至一预置饮料食材的饮料制备容器内，使热水与食材相互作用制备成饮料。

在制备例如红茶等茶类饮料时，必须在一次制备程序中，供应大量热水至该饮料制备容器内。现有饮料冲煮机的大容积锅炉因连续大量使用热水，热水温度无法在控制在适当温度范围，造成冲煮完成的饮品口感不稳，质量不佳的缺点。

中国台湾公告第M317237号专利案（下称引证案），提供一种“饮品冲泡机之冷水预热构造”，主要包括有蒸汽锅及加热锅，其中：蒸汽锅，设有主进水管路，并由主进水管路向外组接有第一进水管路、第二进水管路，该第一进水管路组接于蒸汽锅，而第二进水管路则组接预热区，该预热区固设于蒸汽锅内部，两者的空间互不相通，又，蒸汽锅设有加热器，并该蒸汽锅顶端设有蒸汽出口；加热锅，设有加热器，该加热锅组接第二进水管路，并于加热锅顶端设有出水管。引证案主要使用蒸汽锅将外界冷水加热成温水，再使用加热锅将温水加热成所需温度设定的热水，以缩短加热锅的加热器所需要再加热的时间。

上述引证案的主要缺点为其蒸汽锅及加热锅均无温控装置，第二进水管路水温如过高则加热锅不能产生降温功能，出水温度过高可能烫伤食材及操作人员，第二进水管路水温如过低则加热锅也无法启动补充温差程序，出水温度过低则冲泡后饮料口感不佳，更严重者有发生公共安全事故的顾虑。再者，用于冲煮饮料的热水未被预先煮沸，热水中含菌量可能过高，卫生勘虑。不同种类的饮料各有不同的最佳冲煮温度，例如：使用95℃热水冲煮红茶，使用85℃热水冲煮绿茶等。如果使用超过沸腾温度的热水冲煮饮料时，则可能烫伤饮用者的口舌等肌肤。因此，引证案经蒸汽锅预热区预热的温水温度不高于经加热锅加热的热水温度，而其供冲煮饮料的热水温度不高于沸腾温度；也即引证案的热水未经完全煮沸，可能有含菌量过高卫生勘虑的问题。

再者，引证案仅能供应无温度控制的热水，由于不同种类的饮料(例如咖啡、绿茶、红茶等)的最佳冲煮温度并不相同；引证案仅能供应无温度控制的热水，无法适用于冲煮不同种类的饮料，如果使用非最佳冲煮温度的热水冲煮饮料，将造成冲煮后饮料的口感不佳。且其使用的预热区适合一般小流量的饮料冲煮程序，例如义式咖啡或单杯萃茶，无法供应例如1500cc以上的大量用水。再者，引证案也不具备有在冲煮后饮料中加注热水及冷水的稀释及降温功能。引证案仅能在完成冲煮的饮料中，以人工方式额外添加热水、冷水及／或冰块，以改变饮料的温度及浓度。此种人工添加方式不但操作费时，且无法维持饮料的最佳质量及口感，可能造成客户等候时间过久以及不满意饮料质量等问题。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种高温无菌饮料冲煮机，其供冲煮饮料的热水预先被一主锅炉加热至约为120℃，再由一预热热交换器与冷水进行热交换，降温至一适温热水供冲泡饮料，达完全杀菌以确保卫生无虞。

本发明的次一目的在于提供一种高温无菌饮料冲煮机，其使用至少一个辅锅，对该适温热水进行补偿性加热工序，而能在需要大量热水的一次饮料冲煮程序中，凭借该辅锅的快速补偿性加热效果，供应稳定温度的大量热水，提升冲煮质量及冲煮速度，以改善现有饮料冲煮机无法连续使用热水且温度不稳的缺点。

本发明的又一目的在于提供一种高温无菌饮料冲煮机，其能供应多种不同温度的热水进行饮料冲煮程序，以配合不同种类的饮料(例如咖啡、绿茶、红茶等)，供应适合该种类饮料的最佳冲煮温度热水，以冲煮出最佳口感的不同饮料，使该饮料冲煮机可供制备多种不同饮料，提升其设备稼动率及应用范围。

本发明的另一目的在于提供一种高温无菌饮料冲煮机，其在完成饮料冲煮程序后，可依据使用者设定，选择将设定容积的热水及／或冷水，自动添加于冲煮后饮料内，以改变饮料的浓度及／或温度；其不但操作方便迅速，更可维持饮料的最佳质量及口感，同时将饮料快速降温至一适饮温度。

可达成上述发明目的的高温无菌饮料冲煮机，包括有：一连接外界冷水的供水泵；一与该供水泵连接并输送该冷水的冷水管；一自该冷水管接收该冷水的主锅炉，其设有一温度侦测器及一加热器，用于将该冷水加热至一超过沸腾温度的过热热水（通常为一般杀菌温度120℃）；一与该主锅炉连接并接收该过热热水的热水管；一适当热交换面积的预热热交换器，使该冷水管中进入该主锅炉前的冷水，预先与该热水管内的过热热水进行热交换，将冷水升温，而该过热热水则降温成一适温热水；至少一个接收通过该预热热交换器的该适温热水的辅锅，其设有一侦测该辅锅内适温热水温度值的温度侦测器及一偿温加热器，当该温度侦测器侦测该辅锅内适温热水未达一温度设定值时，启动该偿温加热器将该适温热水加热至该温度设定值；以及一热水供应管，其接收通过该辅锅的该适温热水，并由一设置于该热水供应管上的冲煮电磁阀控制，将该适温热水供应至一预置饮料成分的饮料制备容器内，使该适温热水与该饮料成分相互作用成一饮料。

在一较佳实施例中，该预热热交换器由一内管及一间隔包覆于该内管外侧的外管所组成；其中，该外管连接于该主锅炉与该辅锅间，供该过热热水通过；该内管则连接于该供水泵与该主锅炉间，供该冷水通过；使分别流经该内管及外管的冷水与过热热水预先进行热交换。

在一较佳实施例中，该至少一个辅锅由一第一辅锅及一第二辅锅所组成，通过该第一及第二辅锅的适温热水分别由一第一电磁阀及一第二电磁阀控制，选择进入该热水供应管内。

在一较佳实施例中，该第一辅锅及该第二辅锅分别自该预热热交换器内管的不同长度接收该适温热水，使进入该第一辅锅及该第二辅锅的该适温热水具有不同的温度值，且该第一辅锅及该第二辅锅分别将该适温热水补偿性加热至不同温度设定值。

在一较佳实施例中，该高温无菌饮料冲煮机更包括有一热水注水管，该热水注水管连接至尚未经过该冲煮电磁阀的该热水供应管上，并由一设置于该热水注水管上的热水注水电磁阀控制，将该热水注入已完成冲煮的该饮料内。

在一较佳实施例中，该高温无菌饮料冲煮机更包括有一接收该供水泵所供应外界冷水的冷水注水管，并由一设置于该冷水注水管上的冷水注水电磁阀控制，将该冷水注入已完成冲煮的该饮料内。

在一较佳实施例中，该冷水管上进一步设有一计算该冷水流量的流量计，当该冷水达到一设定流量值时，即停止该供水泵供水。

在一较佳实施例中，该主锅炉及至少一个辅锅上分别设有一水位侦测器，其在锅内水位未达一水位设定值时，限制该主锅炉的加热器及至少一个辅锅的偿温加热器被启动进行加热。

在一较佳实施例中，该主锅炉进一步设有一泄压阀，其用于在该主锅炉内蒸汽压过高时进行泄压，并排出蒸汽。

在一较佳实施例中，该冷水管进水端设有一单向阀，防止该主锅炉过热热水回流烫伤供水泵。

在一较佳实施例中，该主锅炉进一步设有一排气管及一排气电磁阀，供该主锅炉首次进水时，开启该排气电磁阀，由该排气管排出该主锅炉内部空气。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：本发明所提供的高温无菌饮料冲煮机，其供冲煮饮料的热水预先被一主锅炉完全煮沸后，再由一预热热交换器与冷水进行热交换，降温至一适温热水供冲泡饮料，达完全杀菌以确保卫生无虞。更能在一次饮料冲煮程序中，供应稳定温度的大量热水，而能提升冲煮质量及冲煮速度，使用者无需等候现有饮料冲煮机需再度加热热水所耗用的时间。且能供应多种不同温度的热水进行饮料冲煮程序，以配合不同种类的饮料(例如咖啡、绿茶、红茶等)，供应适合该种类饮料的最佳冲煮温度热水，以冲煮出最佳口感的不同饮料，使该饮料冲煮机可供制备多种不同饮料，提升其设备稼动率及应用范围。

附图说明

图1为本发明高温无菌饮料冲煮机第一实施例的立体示意图，其中部分内部构件以虚线表示；

图2近似于图1，而为图1的外观示意图；

图3为图1所示的预热热交换器的剖面放大示意图；

图4为本发明高温无菌饮料冲煮机第二实施例的立体示意图；

图5为图4所示实施例中预热热交换器的结构示意图；

图6为本发明高温无菌饮料冲煮机第三实施例的立体示意图。

具体实施方式

本发明所提供的高温无菌饮料冲煮机，主要将冲煮饮料的热水预先煮沸，确保卫生无虞；同时在一次饮料冲煮程序中，供应稳定温度的大量热水，以提升饮品冲煮质量及节省冲煮时间。

请同时参阅图1及图2，该高温无菌饮料冲煮机第一实施例：包括有：一供水泵10；一进行主要加热工作的主锅炉20；至少一个进行补偿性加热工作的辅锅30；一预热热交换器60以及相关的管路系统及控制组件等。

其中，该主锅炉20可对该供水泵10经由一冷水管40输送的外界冷水加热成一过热热水。该主锅炉20设有一侦测该主锅炉20内部储水温度值的温度侦测器23以及一加热器24，当侦测得到该主锅炉20内部储水温度低于预设下限值时，即启动该加热器24对该主锅炉20内部储水进行加热至一超过沸腾温度的过热热水，例如：120℃。该过热热水由一热水管41，经过该预热热交换器60与冷水进行热交换，被降温为一例如95℃的适温热水后，输送至该至少一个辅锅30内进行补偿性加热。

该主锅炉20进一步设有一水位侦测器25，当侦测该主锅纑20内储水未达一设定水位高度时，限制该加热器24被启动，防止空烧。该水位侦测器25设置于该主锅炉20顶端，其为短探针型式，使该主锅炉20内部液面接近主锅炉20顶端。

该主锅炉20顶端进一步设有一泄压阀27，热水加温过程因温度超过100℃达沸腾以上，会产生蒸汽压，蒸汽压经位于主锅炉20最高处的泄压阀27排出，一方面泄压，一方面排出蒸汽。该主锅炉20顶端也设有一安全泄压阀28，其在该主锅炉20内部蒸汽压力超过一设定值时，自动泄压排汽，确保主锅炉20安全无虞。

该主锅炉20进一步设有一排气管21及一排气电磁阀22，主锅炉20于首次装机进水或维修后空炉进水时，因炉内存有空气，因此首次进水时，同时启动供水泵10及排气电磁阀22，进水时一端进水同时由排气管21排出炉内空气，便于补水。也可以手动阀取代排气电磁阀22供主锅炉20空炉时进水手动排气，也为本发明所能当然预期的等效性实施。

如图3所示，该预热热交换器60由一内管61及一间隔包覆于该内管61外侧的外管62所组成，其中，该外管62一端与该热水管41连接，使该主锅炉20产生的过热热水流入该外管62内，该外管62的另一端则以另一热水管41a连接至该辅锅30；该内管61实质上为该冷水管40的一部分，使该冷水管40内的冷水经由该内管61流入该主锅炉20内。分别流经该内管61及外管62的冷水与过热热水预先进行热交换，如此，加热前冷水预先与加热后过热热水进行热交换，不但使热水可被先加热至一确保卫生无虞的沸腾温度后，再经由与冷水热交换降温至适当冲煮温度的适温热水后，再进入辅锅30内；更使冷水经预热后再进入主锅炉20内加热，可减少主锅炉20加热冷水所耗用的时间。

该至少一个辅锅30经由一热水管41接收通过该预热热交换器60后的适温热水，并对该适温热水进行补偿性加热工作。由于对冷水的主要加热工作由主锅炉20负担，而辅锅30仅在该适温热水未达一温度设定值时，进行相对极短时间的补偿性加热工作，因此，得以在需要大量使用热水的一次冲煮程序中，由该辅锅30供应稳定温度的大量热水，进行饮料冲煮程序。

该辅锅30设有一侦测该辅锅30内热水温度值的温度侦测器31及一偿温加热器32，当该温度侦测器31侦测该辅锅30内适温热水未达一例如95℃±1℃的温度设定值时，启动该偿温加热器32将该适温热水加热至该温度设定值。当冲煮例如红茶等茶类饮料而需大量连续使用热水时，该适温热水温度可能会递减，或者因主锅炉20容积较大造成温度侦测器23侦测到温度不足再启动加热器24时，或因冬夏季节变化冷水温度不同产生热交换温度不同时，该热水管41的出口热水温度可能不足，此时，辅锅30的温度侦测器31侦测到温度不足时，可启动偿温加热器32进行加热，补足温度，其优点为经由辅锅30的补偿性加热，可使热水的冲煮温度更准确，冲煮饮料口感较稳定。

该至少一个辅锅30进一步设有一水位侦测器33，当侦测该辅锅30内储水未达一设定水位高度时，限制该偿温加热器32被启动，防止空烧。

当开始进行饮料冲煮程序时，控制单元(图未示出)即启动该供水泵10及一冲煮电磁阀44的工作电源，由该供水泵10将外界冷水泵入一连接于该供水泵10与主锅炉20间的冷水管40，该冷水管40延伸至接近该主锅炉20的底部后，流入该主锅炉20内，而被加热成一过热热水；该过热热水再经由该热水管41，先通过该预热热交换器60与该冷水进行热交换，而被降温成一适温热水后，再流入该辅锅30内，当该温度侦测器31侦测到该适温热水温度不足时，即启动该偿温加热器32对该适温热水进行补偿性加热工作；最后，已达稳定冲煮温度的适温热水，经由一热水供应管42，将通过该辅锅30的适温热水，输送至一洒水器43，均匀洒入一预置饮料成分的饮料制备容器45内，使该适温热水与该饮料成分相互作用成一饮料，该饮料再流入一储存桶46内储存，该洒水器43也可为一雾化喷雾器，该洒水器43也可为一冲煮装置冲煮饮品。

该冷水管上进一步设有一计算该冷水流量的流量计11，当该冷水达到一设定流量值时，该控制单元即停止该供水泵10及该冲煮电磁阀44的工作电源，停止供水及饮料冲煮程序。该冷水管上也设有一防止冷水逆流的单向阀12。

请同时参阅图4及图5，该高温无菌饮料冲煮机第二实施例，其主要构成与上述第一实施例相同，以下仅就不同部分予以说明：该至少一个辅锅由一第一辅锅30a及一第二辅锅30b所组成，其中该第一辅锅30a及该第二辅锅30b分别自该预热热交换器60的外管62(参见图5)的不同长度接收该适温热水；该外管62在一较高位置处连接一热水管41b，以将该适温热水输送至该第一辅锅30a内；该外管62在一较低位置处连接另一热水管41a，以将该适温热水输送至该第二辅锅30b内；使进入该第一辅锅30a及该第二辅锅30b的该适温热水因与冷水进行热交换的面积与时间不同，而具有不同的温度值，其中，进入该第一辅锅30a该适温热水的温度略高于进入该第二辅锅30b的适温热水的温度。该第一辅锅30a及该第二辅锅30b分别将该适温热水补偿性加热至不同温度设定值。通过该第一及第二辅锅30a、30b的适温热水分别由不同的第一及第二电磁阀56、57控制，选择任一辅锅30a、30b所供应的适温热水进入该热水供应管42内。如此，该饮料冲煮机可供应二种不同温度的适温热水至该饮料制备容器45内，以配合不同的饮料成分进行饮料冲煮程序，例如：使用95℃热水冲煮红茶时开启第一电磁阀56，由第一辅锅30a供应95℃热水至饮料制备容器45；使用85℃热水冲煮绿茶时开启第二电磁阀57，由第二辅锅30b供应85℃热水至饮料制备容器45。

如图5所示的预热热交换器，在一外管的不同长度处，连接二个以上的热水管，使输出至不同热水管内的热水因热交换面积与时间不同，而具有不同的温度。同理，也可拆成两组以上的预热热交器，每一预热热交换器的外管上分别于不同长度处，连接一输出热水的热水管连接至各辅锅，再将各预热热交换器并联组合，同样具有多温热交换的等效效果。

如果设置三组或以上的辅锅时，则可增加饮料冲煮机所供应热水的温度值，以供冲煮三种或以上的不同种类饮料，此为本发明所能当然预期的等效实施例。

请参阅图6，该高温无菌饮料冲煮机第三实施例，其主要构成与上述第二实施例相同，以下仅就不同部分予以说明：该高温无菌饮料冲煮机更包括有一热水注水管52，该热水注水管52连接至尚未经过该冲煮电磁阀44的该热水供应管42上，并由一设置于该热水注水管52上的热水注水电磁阀53控制，将该适温热水注入储存于该储存桶46(请参阅图1)的饮料内。例如稀释红茶茶汤时，开启第一电磁阀56及热水注水电磁阀53；稀释绿茶茶汤时，开启第二电磁阀57及热水注水电磁阀53。如此，可以改变该饮料的浓度，但不改变其温度，供调制例如美式淡咖啡等饮料，其不但操作方便迅速，更可维持饮料的最佳质量及口感。

另外，该高温无菌饮料冲煮机更包括有一接收该供水泵10所供应外界冷水的冷水注水管54，并由一设置于该冷水注水管54上的冷水注水电磁阀55控制，将该冷水注入储存于该储存桶46的饮料内。如此，可以改变该饮料的温度及稀释其浓度，令饮料快速降温至一适饮温度，避免饮用者烫伤口舌，或于该储存桶46内加冰块使的成为冰饮品。

热水注水管52及冷水注水管54中均设置节流装置(节流接头或节流阀)58、59，以便控制流量。

本发明所提供的高温无菌饮料冲煮机，其供冲煮饮料的热水预先被一主锅炉完全煮沸后，再由一预热热交换器与冷水进行热交换，降温至一适温热水供冲泡饮料，达完全杀菌以确保卫生无虞。更能在一次饮料冲煮程序中，供应稳定温度的大量热水，而能提升冲煮质量及冲煮速度，使用者无需等候现有饮料冲煮机需再度加热热水所耗用的时间。且能供应多种不同温度的热水进行饮料冲煮程序，以配合不同种类的饮料(例如咖啡、绿茶、红茶等)，供应适合该种类饮料的最佳冲煮温度热水，以冲煮出最佳口感的不同饮料，使该饮料冲煮机可供制备多种不同饮料，提升其设备稼动率及应用范围。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温无菌饮料冲煮机，其特征在于，包括：

一连接外界冷水的供水泵；

一与该供水泵连接并输送该冷水的冷水管；

一自该冷水管接收该冷水的主锅炉，其设有一温度侦测器及一加热器，用于将该冷水加热至一超过沸腾温度的过热热水；

一与该主锅炉连接并接收该过热热水的热水管；

一预热热交换器，使该冷水管中进入该主锅炉前的冷水，预先与该热水管内的过热热水进行热交换，将冷水升温，而该过热热水降温成一适温热水；

至少一个接收通过该预热热交换器的该适温热水的辅锅，其设有一侦测该辅锅内适温热水温度值的温度侦测器及一偿温加热器，当该温度侦测器侦测该辅锅内适温热水未达一温度设定值时，启动该偿温加热器将该适温热水加热至该温度设定值；以及

一热水供应管，其接收通过该辅锅的该适温热水，并由一设置于该热水供应管上的冲煮电磁阀控制，将该适温热水供应至一预置饮料成分的饮料制备容器内，使该适温热水与该饮料成分相互作用成一饮料。

2.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：该预热热交换器由一内管及一间隔包覆于该内管外侧的外管所组成；其中，该外管连接于该主锅炉与该辅锅之间，供该过热热水通过；该内管连接于该供水泵与该主锅炉之间，供该冷水通过；该预热热交换器使分别流经该内管及外管的冷水与过热热水预先进行热交换。

3.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：该至少一个辅锅由一第一辅锅及一第二辅锅所组成，通过该第一及第二辅锅的适温热水分别由一第一电磁阀及一第二电磁阀控制，选择进入该热水供应管内。

4.根据权利要求3所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：该第一辅锅及该第二辅锅分别自该预热热交换器内管的不同长度接收该适温热水，使进入该第一辅锅及该第二辅锅的该适温热水具有不同的温度值，且该第一辅锅及该第二辅锅分别将该适温热水补偿性加热至不同温度设定值。

5.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：进一步包括有一热水注水管，该热水注水管连接至尚未经过该冲煮电磁阀的该热水供应管上，并由一设置于该热水注水管上的热水注水电磁阀控制，将该热水注入已完成冲煮的该饮料内。

6.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：进一步包括有一接收该供水泵所供应外界冷水的冷水注水管，并由一设置于该冷水注水管上的冷水注水电磁阀控制，将该冷水注入已完成冲煮的该饮料内。

7.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：该冷水管上进一步设有一计算该冷水流量的流量计，当该冷水达到一设定流量值时，即停止该供水泵供水。

8.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：该主锅炉及至少一个辅锅上分别设有一水位侦测器，其在锅内水位未达一水位设定值时，限制该主锅炉的加热器及至少一个辅锅的偿温加热器被启动进行加热。

9.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：该主锅炉进一步设有一泄压阀，其用于在该主锅炉内蒸汽压过高时进行泄压并排出蒸汽。

10.根据权利要求1所述的高温无菌饮料冲煮机，其特征在于：该主锅炉进一步设有一排气管及一排气电磁阀，供该主锅炉首次进水时，开启该排气电磁阀，由该排气管排出该主锅炉内部空气。