CN111053444A - 咖啡机和发泡机 - Google Patents

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CN111053444A CN201910514461.3A CN201910514461A CN111053444A CN 111053444 A CN111053444 A CN 111053444A CN 201910514461 A CN201910514461 A CN 201910514461A CN 111053444 A CN111053444 A CN 111053444A
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M·佩佐尔德
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Abstract

本发明涉及一种咖啡机和发泡机，具体涉及一种用于制备饮料的器具，具有法式压滤瓶和适于将瓶可移除地接纳在其上的底座。瓶具有可旋转搅拌叶片。底座具有旋转地耦合到搅拌叶片的电机、加热器和与加热器热连通的搁置表面。电机的通电引起搅拌器中的液体的搅动，并且加热器的通电引起储罐中的液体的加热。

Description

咖啡机和发泡机
技术领域
本发明涉及用于饮料制备的设备。更具体地，本发明涉及用于制备饮料——尤其是诸如各种咖啡饮料的浸煮/泡制(infused)饮料——的装置和方法。
背景技术
众所周知，常用法式压榨机/压滤机制作咖啡、茶等。这些咖啡、茶等被容纳在筒形的、通常是玻璃的、带有可取下的盖的瓶/饮料瓶/杯/壶(carafe)中。活塞穿过盖，活塞附接到由橡胶滑动密封件包围的圆形网状过滤器上。密封件允许过滤器在瓶内上下移动，同时保持瓶的筒形内壁与过滤器之间的密封。取下盖，将热水放入瓶中至适当水位，将新的咖啡研磨物加入热水中并允许其浸泡人为推定的预定时间，以使咖啡从研磨物充分浸出而变成热咖啡饮料。必须使用非常热的水才能从研磨物中适当地提取咖啡。然后将过滤器部分地插入瓶中，将盖附接到瓶顶上，并将活塞完全地向下推动以使得研磨物被截留在过滤器下方。当过滤器被完全向下推动时，在过滤器下方产生用过的潮湿的咖啡研磨物的区域，并且在上方产生经过滤的咖啡饮料的区域。然后可以供应留在过滤器上方的咖啡饮料，同时将用过的研磨物留在瓶中。然后，提升活塞露出研磨物以进行清洁。
当然，这些古老的法式压榨机具有许多缺陷，包括：
1.必须提供另一装置并提前使用它来预热水。
2.该装置或其它器皿必须可用于将热水添加到瓶中。
3.使用者必须与非常热的水打交道，从而造成烫伤和溢出的风险。
4.使用者必须基于估计的水温和估计的新研磨物的强度/硬度/浓度(strength)来适当地估计浸泡时间，然后必须人工对浸泡定时，并致动过滤器，并且在浸泡期结束时立即供应饮料。
5.水温由于研磨物的添加并且由于在咖啡饮料准备好用于供应之前的时间而显著变凉。
6.当需要第二杯时，没有办法重新加热瓶中剩下的任何咖啡。
7.为了使饮料起泡，必须提供并采用另一装置。
已经发明了现有的技术电动法式压榨器具，例如美国专利6240833、7279660和7745759中描述的那些，其包括用于对水加热的装置，从而消除了上述缺陷1-3。但是这些设备不包括用于在瓶内发泡或搅拌饮料以产生拿铁等的装置。
仍然需要这样一种设备，其增加了在法式压榨设备的瓶中搅拌或发泡饮料的能力，这可作为本发明的一个目的。存在对在该设备中的水加热的能力的需求，这可作为本发明的一个目的。存在对能够对瓶内的饮料发泡和加热瓶而不需要穿过瓶的轴、布线等结构的能力的需求，这可作为本发明的一个目的。存在对这样一种设备的需求，该设备包括固定的/静止的底座，当瓶搁置在该底座上时，通过该底座控制加热和发泡，这可作为本发明的一个目的。在阅读以下示例性实施例的公开内容后，本发明的更多需求和目的将变得显而易见。
发明内容
本发明可以使用一种可移除地设置在固定的/静止的底座的顶上的法式压榨式咖啡机来实施或实践。底座是电动操作的，具有加热元件、电机、控制器和显示装置。瓶包括耦合到电机并由电机引起旋转的搅拌叶片。控制器可包括温度、饮料质量和饮料量的控制选项、一个或多个计时器、用于使加热元件和电机通电的装置、以及用于使显示装置指示诸如所选的饮料温度和饮料浓度(strength)以及饮料就绪的事项的装置。
本发明可以使用一种用于制备饮料的器具来实施或实践，该器具包括瓶和适于将瓶可移除地接纳在其上的底座。瓶可包括储罐、柱塞和可旋转搅拌叶片。储罐可以适于接纳固体颗粒和液体，并且可以具有竖直内周壁和封闭的底部。柱塞可以适于在储罐内竖直地移动，并且可以包括多孔过滤器，多孔过滤器密封地接合竖直内周壁并且可被适配为使得液体可以经过移动的过滤器，而固体颗粒被保持在过滤器下方。底座可包括旋转地耦合到可旋转搅拌叶片的电机和适于将储罐的封闭底部接纳在其上的搁置表面。电机的通电可能导致储罐中的液体的搅动。电机可通过能与电机一起旋转的驱动磁转子和能与搅拌叶片一起旋转的从动磁转子的磁耦合而旋转地耦合到可旋转搅拌叶片。驱动磁转子和从动磁转子可以通过间隙物理地分开。底座的搁置表面和储罐的封闭底部可以穿过该间隙。储罐的封闭底部可以是未穿孔的。驱动磁转子可以是冷却风扇，并且在电机与驱动磁转子之间产生气流，以降低由电机的运作引起的对驱动磁转子的加热。间隙可以是至少4mm。
可替代地，本发明可以使用这样一种用于制备饮料的器具来实施或实践，所述器具具有瓶和适于将瓶可移除地接纳在其上的加热底座。瓶可包括储罐、柱塞和可旋转搅拌叶片。储罐可以适于接纳固体颗粒和液体，并且可以具有竖直内周壁和封闭的底部。柱塞可以适于在储罐内竖直地移动，并且可以包括多孔过滤器，所述多孔过滤器密封地接合竖直内周壁并且可被适配为使得液体可以经过移动的过滤器，而固体颗粒被保持在过滤器下方。加热底座可包括旋转地耦合到可旋转搅拌叶片的电机、加热器和与加热器热连通的搁置表面，该搁置表面可适于与加热器热连通地将罐的封闭底部接纳在其上。电机的通电可引起储罐中的液体的搅动，并且加热器的通电可引起储罐中的液体的加热。电机可通过能与电机一起旋转的驱动磁转子和能与搅拌叶片一起旋转的从动磁转子的磁耦合而旋转地耦合到可旋转搅拌叶片。驱动磁转子和从动磁转子可以通过第一间隙物理地分开。加热底座的搁置表面和储罐的封闭底部可以穿过第一间隙。储罐的封闭底部可以是未穿孔的。驱动磁转子可以是冷却风扇，并且在电机与驱动磁转子之间产生气流，以减少由电机的运转引起的对驱动磁转子的加热。驱动磁转子和加热器可以通过第二间隙分开。冷却风扇可以在第二间隙内产生气流，以减少由于加热器的运转而对驱动磁转子的加热。第二间隙可以是至少1mm。第一间隙可以是至少4mm。
本发明还可以使用如下的一种器具来实施或实践，该器具包括法式压榨瓶和适于将所述瓶可移除地接纳在其上的底座。瓶可以适于接纳液体，并且可以包括可旋转搅拌叶片和封闭的底部。底座可包括电机、加热器和与加热器热连通的搁置表面。搁置表面可适于与加热器热连通地将储罐的封闭底部接纳在其上。电机可通过能与电机一起旋转的驱动磁转子和能与搅拌叶片一起旋转的从动磁转子的磁耦合而旋转地耦合到可旋转搅拌叶片。封闭的底部可以是未穿孔的。电机的通电可以引起液体的搅拌，并且加热器的通电可以引起液体的加热。
在本文提供的示出了本发明的示例性实施例的详细描述和附图中更具体地公开了本发明的更多特征和方面。
附图说明
根据本发明或可用于实践本发明的法式压榨器具的示例性实施例以及一起使用的根据本发明或用于实践本发明的容器在附图中示出，其中：
图1是器具的正面透视图；
图2是器具的正面透视图，其中瓶/饮料瓶/杯/壶(carafe)从底座上被提升；
图3是器具的局部剖切的正面透视图；
图4是器具的底座和搅拌器的正面剖视图；
图5是器具的搅拌系统的剖视图；
图6是器具的瓶的透视图；
图7是器具的瓶的柱塞的分解图；
图8是器具的瓶的搅拌器的分解图；
图9是器具的电路原理图；
图10A是器具的主PC板的电路原理图；
图10B是器具的主PC板的主连接器的引脚图；
图10C是器具的主PC板的集成电路的引脚图；
图10D是器具的主PC板的蜂鸣器子电路的示意图；
图10E是器具的主PC板的继电器子电路的示意图；
图10F是器具的主PC板的电机子电路的示意图；
图10G是器具的主PC板的子连接器的引脚图；
图10H是器具的主PC板的NTC子电路的示意图；
图11是器具的底座的控制器的正视图；
图12是器具底座的电机和加热板的分解的下侧视图；
图13是器具底座的搅拌和加热部件的分解图；
图14是器具的侧剖视图，其中瓶被提升到底座上方；以及
图15是器具的侧剖视图，其中瓶搁置在底座上。
具体实施方式
参照图1至图15，示出了示例性的法式压榨/压滤饮料制备器具100。该器具包括底座102和瓶/饮料瓶/杯(carafe)104。瓶包括优选玻璃的储罐106和可移除的圆形盖108。储罐的玻璃主要是具有接纳所述盖的开放顶部和由圆形金属底盖109密封地封闭的开放底部的筒状件。底座包括电动机110和加热板112。储罐限定用于容纳液体的内部储槽116并且包括可旋转的搅拌叶片114，其居中地设置在圆形底盖附近。搅拌叶片被保护在穿孔的固定的/静止的圆顶形/穹顶形笼118内。
当盖被安装在储罐顶上时，柱塞120可相对于盖并且在储罐内且相对于储罐垂直移动。如图7中最佳所示，柱塞具有穿过圆形盖中的中心通孔的中心轴121、位于轴顶端处的把手/按钮122、和位于轴底端处的圆形过滤器组件124。过滤器组件具有钟形筛网126、周边圆形密封件128以及顶部和底部穿孔板129T和129B。钟形穿孔板适于附接到轴121的底部，从而将圆形密封件和筛网捕获在其间。当柱塞被向下推动时，圆形密封件翻动并呈滑动并密封地接合储罐的筒形内壁130的形状。
筛网和密封件防止固体颗粒(例如咖啡研磨物)从过滤器下方通过而到达过滤器顶上，但是允许在柱塞被向下推动时液体通过板中的穿孔并通过筛网。筛网优选为不锈钢网，穿孔板和中心轴优选由不锈钢制成，并且密封件优选由硅橡胶或能够耐受超过100℃的温度的热塑性橡胶制成。过滤器组件的钟形形状在组件的下侧上形成凹陷部，以在柱塞被一直向下推动时避开笼118。该凹陷部略大于圆顶形笼。
当通电时，电机引起驱动磁转子134的旋转。从动磁转子136与搅拌叶片114成一体并且可旋转地联接，两者都可绕支柱138旋转，支柱138从储罐的圆形底盖109的中心向上突出并附接到其上。当瓶正确地定位在底座顶上时，驱动磁转子和从动磁转子同轴对齐并且足够接近以在其间提供磁共同吸引力，使得驱动磁转子的旋转将引起从动磁转子的旋转。优选地，两个转子之间的距离约为4mm。
因此，当瓶正确地定位在底座顶上并且电机通电时，驱动的磁性盘状件的旋转引起从动的磁性盘状件和搅拌叶片的旋转而不需要穿过储罐的底部的任何物理连接。储罐的底盖不需要也没有通过任何孔形成的穿孔，没有穿过其中的轴，并且不需要不可靠且寿命短的旋转密封件。这延长了器具的使用寿命，并防止了从储罐向外的泄漏和向底座中的泄漏。
可替代地但不太优选地，搅拌叶片可以由叶片与电机之间的机械接口件驱动，机械接口件穿过底座的顶部和储罐的底部，例如在普通台面搅拌机中使用的那些，并且这可以被认为处于本发明的范围内，但是这些布置需要寿命短且不可靠的密封件以及昂贵的防漏衬套装置。
储罐的底盖优选地由铝制成，以使得导热性最大化，并避免驱动转子和从动转子之间的磁干扰，但是也可以使用可接受等级的不锈钢。
加热板112优选由压铸铝形成并且其中嵌入有管状电加热元件140。适于接纳储罐底盖109的平坦圆形底部142的平坦圆盘141(优选铝的)热连通地结合到加热板的顶部。盘141可以覆盖有诸如PTFE的不粘涂层。
当储罐正确地定位在底座顶上时，加热板的平坦圆形表面和底盖的平坦圆形底部处于最佳热连通，使得加热元件的通电引起储罐及其储槽116中的任何液体的加热。
通过加热元件的通电和电动机的运转，在底座内自然地实现了更高的温度。本发明的热隔离和冷却装置防止它们影响驱动磁转子和从动磁转子的磁耦合并防止底座内的不安全过热。电机经隔热的电机安装板145安装在加热板上。驱动磁转子具有不光滑的周边，并且发现它起到基础风扇叶片的作用，因为它的旋转充分扰动了底座内的空气，使得冷空气经底座下侧的通风孔146被吸入底座内部，并迫使该空气通过电机安装板与加热板之间的间隙148以冷却两者，并且通过底座顶上的槽150排出空气。该间隙优选为至少1mm。
底座还包括微动开关152和微动开关探头154，该微动开关探头154被向上偏置以接合瓶并感测瓶从底座的移除。当瓶被提起时，探头可自由向上移动并释放微动开关以打开它并停止器具的操作。
热传感器156以热连通方式与瓶的底部接合，从而既感测在正常工作时瓶的内容物的温度，又感测不安全的过热状况。
图11示出了使用者用来操作器具的控制面板158。对于普通的美式热咖啡，使用者选择“法式压榨”。对于冷泡咖啡，使用者选择“冷泡”。对于诸如巧克力牛奶或软饮料的冷饮料，使用者选择“冷饮”。对于热发泡牛奶，使用者选择“热发泡”。对于诸如热巧克力的热饮料，使用者选择“热巧克力”。对于均匀混合和多泡的热饮料如拿铁咖啡，使用者选择“拿铁咖啡”。操作如下：
设置：
1.将空的和未加盖的瓶放在底座上。
2.将电源连接到底座。
3.以适量的液体(水、牛奶等)填充瓶。
4.压按所需模式(法式压榨、冷泡、冷饮、热发泡、热巧克力或拿铁咖啡)。再次压按该模式将使器具进入待机模式。如果在操作过程中从底座上取下瓶，则器具将停止工作，并且器具将进入待机模式。将瓶回放到底座并再次压按所需模式将恢复操作。
法式压榨：
1.在瓶中有适量的水的情况下，按“法式压榨”。器具将开始加热瓶并且加热并缓慢搅拌其内容物，直至水温达到93±3℃。将发出三声蜂鸣声，并且加热元件将停止，但搅拌器将继续缓慢旋转。
2.将咖啡研磨物加入搅拌的热水中。
3.将盖附接到瓶上，使柱塞位于其最上部位置。180秒后搅拌停止并发出单声蜂鸣声。就绪灯亮起。
4.将柱塞缓慢向下推至其最底部位置。
5.从底座上取下瓶并供应热咖啡饮料。
冷饮：
1.在瓶中有适量液体(水、苏打水、牛奶等)的情况下加入冰块。
2.在柱塞处于其最上部位置的状态下附接盖。
3.按“冷饮”。
4.器具将开始以30秒开/10秒关的周期缓慢搅拌其内容物达15分钟，然后将发出单声蜂鸣声。
5.从底座上取下瓶并供应冷饮料。
热发泡：
1.在瓶中有适量牛奶的情况下，在柱塞位于最上部位置的状态下将盖附接到瓶上。
2.按“热发泡”。器具将开始加热瓶并加热和快速搅拌其内容物，直至牛奶达到65±5℃的温度。然后加热将停止。20秒后，搅拌将停止，并发出单声蜂鸣声。
3.从底座上取下瓶并供应热发泡牛奶。
热巧克力：
1.在瓶中有适量巧克力牛奶或含有巧克力的牛奶的情况下，在柱塞位于其最上部位置的状态下将盖附接到瓶上。
2.按“热巧克力”。器具将开始加热瓶并加热和搅拌其内容物，直至内容物达到70±5℃的温度。然后加热将停止。20秒后，搅拌将停止，并发出单声蜂鸣声。
3.从底座上取下瓶并供应热巧克力。
拿铁咖啡：
1.在瓶中有适量牛奶和咖啡饮料的情况下，在柱塞位于最上部位置的状态下将盖附接到瓶上。
2.按压“拿铁咖啡”。器具将开始加热瓶并加热和快速搅拌其内容物，直至内容物达到67±5℃的温度。然后加热将停止。20秒后，搅拌将停止，并发出单声蜂鸣声。
3.从底座上取下瓶并供应热拿铁咖啡。
冷泡：
1.在瓶中有适量水的情况下，加入冰块以及适量的咖啡研磨物或茶叶。
2.按“冷泡”。器具将开始以30秒开/10秒关的周期缓慢搅拌其内容物达30分钟，然后将发出单声蜂鸣声。
3.在柱塞位于最上部位置的状态下将盖附接到瓶上。
4.将柱塞缓慢向下推至其最底部位置。
5.从底座上取下瓶并供应冷饮料。
加热元件可以通过如所描述的实施例中所示的物理电触点连接，或者使用公知的感应加热技术，底座可以包括感应线圈，并且瓶可以包括铁质加热板。
控制电路还可被容易地改动以调节温度的设置和时间周期，从而可以根据用户偏好(例如饮料浓度或温度)来改变饮料的各种品质。
该装置使得可以简单地制备各种饮料以及除了上面列出的那些之外，包括但不限于：
·冷泡然后加热的咖啡
·热茶
·冰咖啡
·冷发泡牛奶
·掼奶油
·混合鸡尾酒
虽然已经参考特定示例性实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以在形式和细节上进行各种变更，并且本发明因此应当仅根据以下权利要求来限制并包括它们有权获得的所有等同解释。

Claims (20)

1.一种用于制备饮料的器具，包括瓶和适于将所述瓶可移除地接纳在其上的底座；
所述瓶包括储罐、柱塞和可旋转的搅拌叶片；
所述储罐适于接纳固体颗粒和液体，并具有竖直内周壁和封闭底部；
所述柱塞适于在所述储罐内竖直地移动，并且包括多孔的过滤器，所述过滤器密封地接合所述竖直内周壁并且被适配成使得所述液体能穿过移动的过滤器而所述固体颗粒被保留在过滤器下方；
所述底座包括旋转地耦合到所述可旋转的搅拌叶片的电机和适于将所述储罐的封闭底部接纳在其上的搁置表面；
其中，所述电机的通电引起所述储罐中的液体的搅动。
2.根据权利要求1所述的器具，其中，所述电机通过能与所述电机一起旋转的驱动磁转子和能与所述搅拌叶片一起旋转的从动磁转子的磁耦合而旋转地耦合到所述可旋转的搅拌叶片。
3.根据权利要求2所述的器具，其中，所述驱动磁转子和所述从动磁转子通过间隙物理地分开。
4.根据权利要求3所述的器具，其中，所述底座的搁置表面和所述储罐的封闭底部穿过所述间隙。
5.根据权利要求4所述的器具，其中，所述储罐的封闭底部未被穿孔。
6.根据权利要求5所述的器具，其中，所述驱动磁转子包括冷却风扇。
7.根据权利要求6所述的器具，其中，所述冷却风扇在所述电机与所述驱动磁转子之间产生气流，以减少由于所述电机的运转而对所述驱动磁转子的加热。
8.根据权利要求7所述的器具，其中，所述间隙至少为4mm。
9.一种用于制备饮料的器具，包括瓶和适于将所述瓶可移除地接纳在其上的加热底座；
所述瓶包括储罐、柱塞和可旋转的搅拌叶片；
所述储罐适于接纳固体颗粒和液体，并具有竖直内周壁和封闭底部；
所述柱塞适于在所述储罐内竖直地移动，并且包括多孔的过滤器，所述过滤器密封地接合所述竖直内周壁并且被适配成使得所述液体能穿过移动的过滤器而所述固体颗粒被保留在过滤器下方；
所述加热底座包括旋转地耦合到所述可旋转的搅拌叶片的电机、加热器和与所述加热器热连通的搁置表面，该搁置表面适于与所述加热器热连通地将所述储罐的封闭底部接纳在其上；
其中，所述电机的通电引起所述储罐中的液体的搅动，并且所述加热器的通电引起所述储罐中的液体的加热。
10.根据权利要求9所述的器具，其中，所述电机通过能与所述电机一起旋转的驱动磁转子和能与所述搅拌叶片一起旋转的从动磁转子的磁耦合而旋转地耦合到所述可旋转的搅拌叶片。
11.根据权利要求10所述的器具，其中，所述驱动磁转子和所述从动磁转子通过第一间隙物理地分开。
12.根据权利要求11所述的器具，其中，所述加热底座的搁置表面和所述储罐的封闭底部穿过所述第一间隙。
13.根据权利要求12所述的器具，其中，所述储罐的封闭底部未被穿孔。
14.根据权利要求13所述的器具，其中，所述驱动磁转子包括冷却风扇。
15.根据权利要求14所述的器具，其中，所述冷却风扇在所述电机与所述驱动磁转子之间产生气流，以减少由于所述电机的运转而对所述驱动磁转子的加热。
16.根据权利要求15所述的器具，其中，所述驱动磁转子和所述加热器通过第二间隙分开。
17.根据权利要求16所述的器具，其中，所述冷却风扇在所述第二间隙内产生气流，以减少由于所述加热器的运转而对所述驱动磁转子的加热。
18.根据权利要求17所述的器具，其中，所述第二间隙至少为1mm。
19.根据权利要求18所述的器具，其中，所述第一间隙至少为4mm。
20.一种器具，包括法式压滤瓶和适于将所述瓶可移除地接纳在其上的底座；
所述瓶适于接纳液体并且包括可旋转的搅拌叶片和封闭的底部；
所述底座包括电机、加热器和与所述加热器热连通的搁置表面，所述搁置表面适于与所述加热器热连通地将所述储罐的封闭底部接纳在其上；
其中，所述电机通过能与所述电机一起旋转的驱动磁转子和能与所述搅拌叶片一起旋转的从动磁转子的磁耦合而旋转地耦合到所述可旋转的搅拌叶片，并且所述封闭的底部未被穿孔；并且，
其中，所述电机的通电引起所述液体的搅拌，并且所述加热器的通电引起所述液体的加热。
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