CN1163737A - 一种用于制备过滤咖啡的设备 - Google Patents

Abstract

为了在制备过滤咖啡的设备内产生蒸汽，建议这样的结构，它包括储水容器和分离水和蒸汽的装置。提供加热元件对水进行加热并产生蒸汽。分离装置包括连接到加热元件出口的进口和连接到蒸汽喷嘴的出口。储水容器包括连接到清水水箱上的进口和连接到加热元件进口的出口。提供一节流件来闭合储水容器出口；节流件在蒸汽产生过程中节制输送给加热元件的每单位时间进水量。这样可以简单方式产生干燥蒸汽，特别适合于制备热牛奶咖啡饮料。

Description

一种用于制备过滤咖啡的设备

本发明总的涉及一种用于制备过滤咖啡的设备，具体地说，是涉及一种适合于制备普通的过滤咖啡饮料或所谓的热牛奶咖啡饮料的设备。

咖啡机的概念基本上可以分成两类。根据第一类概念，咖啡机包括一个适合于对经加热的调料水加压并且输送其通过装在调料室内的咖啡粉的泵。根据第二概念，经加热的调料水在重力的作用下没有经过加压就流过装在过滤漏斗内的咖啡粉。根据第二类概念的咖啡机通常仅仅包括一个用于对该调料水进行加热以及将其输送到过滤漏斗的加热零件。不需要泵，因为根据热力学原理水在加热过程中会膨胀并且通过一个竖管流到一个出口，从该出口处调料水在重力的作用下流过咖啡粉。根据此第二概念的设备称为过滤咖啡机。不言而喻，本发明涉及的是对根据第二概念的设备，即过滤咖啡机的改进。

象这种另外还包括一个蒸汽出口的过滤咖啡机到目前为止还没有出现在市场上的原因是因为这种咖啡机相当昂贵。设置额外的装置来产生蒸汽需要增加相当大的费用；结果使得低价的过滤咖啡机变得太昂贵。

与产生蒸汽有关的另一问题是使用者要求用非常干燥的蒸汽来制备热牛奶咖啡饮料；提供沸腾的水和蒸汽的混合物并不适合于达到这样的目的。

因此，本发明的目的是提供一种用于制备过滤咖啡的设备，借助该设备可以产生干燥的蒸汽，借此该设备可保持设计简单以及制造成本低。

为了满足此目的和其他的目的，根据第一方面的内容，本发明提供了一种用于制备过滤咖啡的设备，该设备包括一个清水水箱和至少一个用于对水进行加热的加热元件，该元件具有一个水进口和一个水出口。

水进口与水源连通，而水出口与一个调咖啡的过滤器接纳组件连通。该设备还包括一个适合于产生蒸汽-水混合物的蒸汽产生器，因此，蒸汽产生器结合了一个用于分离蒸汽和水的装置。

在这样的设备中，由加热元件加热的加热的蒸汽-水混合物可以分成干燥的蒸汽和热水。

根据本发明的第二方面的内容，本发明提供了一种用于制备过滤咖啡的设备，该设备包括一个清水水箱，和至少一个用于对水进行加热的加热元件，该加热元件具有一个水进口和一个水出口。

水进口与水源连通，而水出口与一个调咖啡的过滤器接纳组件连通。该设备还包括一个适合于产生蒸汽-水混合物的蒸汽产生器，因此，蒸汽产生器结合了一个用于限制输送到加热元件的进口的每单位时间的进水量。

因此，根据此第二方面的内容，可以实现这样的制备模式，即只有一定量的水被输送给加热元件，这部分水可以分别地单独一次和连续地被蒸发。

根据本发明的第三方面的内容，第一和第二两方面的内容可以被结合在一起。换句话说，本发明还提供了一种用于制备过滤咖啡的设备，该设备包括一个清水水箱和至少一个用于对水进行加热的加热元件，该加热元件具有一个水进口和一个水出口。

该水进口与水源连通，而该水出口与一个调咖啡的过滤器接纳组件连通。该设备还包括一个适合于产生蒸汽-水混合物的蒸汽产生器，该蒸汽产生器结合有用于分离蒸汽和水的装置，以及一个用于限制输送给加热元件的进口的每单位时间进水量的装置。

根据本发明的较佳实施例，该设备包括一个蒸汽产生器，该蒸汽产生器包括分别设置在加压水和水-蒸汽管路内的储水容器，借此储水容器包括一个与加热元件的进口连通的第一出口。因此，用于限制输送给加热元件的进水量的装置设置在储水容器的出口内或靠近该出口处。因此，就可以连续地产生蒸汽而蒸汽并不会从蒸汽出口一阵阵地冒出。

根据本发明的另一个实施例，蒸汽产生器包括分别设置在加压水和水-蒸汽管路内的储水容器，借此就将储水容器和用于分离蒸汽和水的装置结合在一个公用的结构单元内。储水容器被连接到用于分离蒸汽和水的装置上以便接纳从用于分离蒸汽和水的装置中除去的水。用这样的方法，在蒸汽的产生过程中水的消耗量大大地降低。

下面，将结合附图对本发明的设备的实施例作进一步说明。其中：

图1示出了处在制备过程第一阶段的结合有一个蒸汽产生器组件的用于制备过滤咖啡的设备的总体布局的示意图；

图2示出了处在制备过程中第二阶段中的图1所示的设备；

图2a示出了图2所示设备的变更实施例；

图3示出了用于分离水和蒸汽的装置的纵向剖视图；

图3a示出了图3所示装置的横向剖视图；

图4示出了带有偏转隔膜的图3所示装置的横向剖视图；和

图4a示出了图4所示装置的横向剖视图。

在下面，将借助图1，对结合有蒸汽产生器组件的用于制备过滤咖啡的设备的总布局图作进一步的说明，实际上是对制备过程的第一阶段，即对调料水的产生和咖啡粉的调制过程进行解释。用于制备过滤咖啡的设备基本上包括一个用于盛装清水的水箱1，一个最好设计成一个流量恒定的水加热器的加热元件5，一个选择开关6，一个用于热水的出口7以及一个蒸汽喷嘴8。另外，提供了一个适合于接纳待调制的咖啡粉的过滤漏斗F，而所制成的咖啡饮料流入用标记K标示的咖啡壶内。在加热元件5上方，设置有一个加热板H。蒸汽产生器组件基本上是由一个单元2构成的，该单元2包括一个分离件3以及一个储水容器4，若干管道18，19，20，30，53，阀件13，14以及节流件34，44；不言而喻，加热元件5在产生蒸汽的过程中还可以考虑作为蒸汽产生器组件的一部分。

清水水箱1借助一条清水管路17和一条相接的管路20连接到加热元件5上。插入清水管路17内的是一个止回阀15。一条热水管路54从加热元件5的出口52处引到热水出口7，而另一条管路53从加热元件5的出口52引到分离件3的第一进口上。分离件3的出口32经一条蒸汽管路30通向一个蒸汽喷嘴。单元2的下侧部分包括一个储水容器4，该储水容器经一条管路19连通到清水水箱1。储水容器4的出口42借助管路18和20连接到加热元件5的进口51。应该指出的是，在每一种情况下，在储水容器的进口41前和出口42后分别设置有一个止回阀14和13。第一止回阀14防止水从储水容器4流回清水水箱1内，而第二止回阀13防止水从加热元件5流到储水容器4。

在分离件3的出口32部位处，设置有一个第一节流件34，而在储水容器4的出口42部位处，设置有一个第二节流件44；这些节流件34，44的功能将在后面进行详细的说明。而且，在热水管路54中，插入了一个滑门阀件26，而在引到分离件3的进口32的管路53中，则插置有一个滑门阀件27。滑门阀件26，27可以通过选择开关6交替地操作。

如现有技术中众所周知的那样，一旦选择开关6从其竖直的0-位置转动到其水平的操作位置之一，加热件5就在选择开关6的作用下自动地工作。应该指出的是，只要选择开关6处在其竖直0-位置上，加热元件5就不会工作。

在图1所示的制备阶段中，清水按图1中的箭头P所示的方向从清水水箱1流到对其进行加热的加热元件5。经加热的水，按图1中箭头P1所示的方向流过热水管路54和开启的滑门阀件26，流到热水出口7，从热水出口7进入到过滤漏斗F内、在过滤漏斗F内的热水对装在过滤漏斗F内的咖啡粉进行调制，最后以咖啡饮料的形式流进咖啡壶K内。用于输送热水的输送泵在这样的制备咖啡的设备中是不需要的，因为当水受到加热时，根据众所周知的热力学定律，水会膨胀，并且一阵阵地，即在阀15交替地开启和闭合的情况下，通过热水管路54流到出口7。从出口7处热水在重力的作用下可以以降低的压力状态渗入到装在过滤漏斗F内的咖啡粉内。这种在现有技术中众所周知的制备过滤咖啡的设备的工作模式无需作进一步详细的说明。

由于设置在从加热元件5的出口引到分离件3上的管路53中的滑门阀27在产生调料水的过程中是闭合的，因此，如上面所说明的那样，分离件3在热水的产生过程中是不工作的。

图2示出了处在产生蒸汽的制备过程的第二阶段的图1所示设备。为此，将选择开关6从其左侧水平位置转动到器右侧水平位置。因此，设置在调料水管路54中的滑门阀件26是闭合的，而另一个滑门阀件27则是开启的。分别在加热元件5中加热的水和水-蒸汽混合物经管路管路53流入分离件3，在分离件中蒸汽与水分离开。在分离件3中分离的蒸汽通过出口32和蒸汽管路30导引到蒸汽喷嘴8。同时，在分离件3中与蒸汽分离的水根据重力定律通过一个筛分件38向下落入储水容器4内。

借助设置在单元2的两个出口32，42处的节流件34，44，就可以在蒸汽的产生过程中在单元2内保持一个过压。在此过压的影响下，设置在管路19中的止回阀件14保持闭合，而设置在清水管路17中的止回阀15在总的系统压力的影响下也保持闭合。但是，处在储水容器4的出口42后面的止回阀13则是开启的。

水经储水水箱4的出口42连续地输送到加热元件5，这样设置在此出口42的外端处的节流件44以这样的方式节制水的供给量，使得单位时间内只有经过准确定量的水量可以流到加热元件5。每单位时间内流到加热元件5的水量这样调节，使得输送给加热元件5的几乎全部的水在该加热元件5内立刻蒸发。

设置在分离件3的出口32部位处的节流件34最好由设置有一个微孔的柔性的隔膜构成的。此隔膜在分离件3的内部的过压的影响下可以分别偏转和弯曲。一旦隔膜发生偏转，其微孔的尺寸就自动地增大。通过设置此隔膜，就形成了一个简单的调节线路，该线路的作用是使分离件3内保持预定的过压。而且，该隔膜可以起一个安全装置的作用，一旦超过了预定的压力限定值，该隔膜就会破坏。这样，就确保了即使在该隔膜的微孔例如被水垢堵住的情况下，也不会有分离件3内产生危险的过压的危险情况。

用这样的设计，其中储水容器4分别设置在加压水和水-蒸汽管路内，就达到了使水连续地输送到加热元件5的目的，其结果使得蒸汽也是连续地产生而不会一阵一阵地产生。

一旦管路53在滑门阀件27的作用下再次闭合上，根据众所周知的连通器原理，在单元2中的过压就会减小并且单元2会经管路19从清水水箱1注入清水。

图2a示出了图2所示的用于制备过滤咖啡的设备的改良的实施例。在此实施例中，储水容器4借助一条管路19a间接地连接到清水水箱1上。此外，将一个滑门阀件14a插入到该管路19a中。而且，在这个清水管路17内设置了另一个滑门阀件28，这通过选择开关6来操作。在图2a所示的制备过程的阶段中，储水容器4在蒸汽已经产生后从清水水箱1注入清水。与前面所描述的实施例相反，清水管路17在蒸汽的产生过程中借助滑门阀件28而闭合。

图3示出了用于分离水和蒸汽的装置，即单元2的纵向剖视图，而图3a示出了图3所示的单元2的横向剖视图。单元2包括一个被构造成一个分离件的椭圆形的上侧部分3，和一个起储水容器作用的空心圆筒形底座部分4。在分离件3的进口31后面，设置有若干挡板件37，这些挡板件适合于将蒸汽与由加热元件5加热的水-蒸汽混合物分离开。底座部分4设置有一个用标号38标示的漏斗形的筛分件。上面提及的隔膜34设置在分离件3的出口32的前侧，它设置有一个微孔35。设置在储水容器4的出口42处的节流件44设计成一个穿孔盘的形状。

图4示出了图3所示的单元2的横向剖视图，其中隔膜34发生了偏转，而图4a示出了图4所示的单元2的横向剖视图。这些视图清楚地示出了一旦隔膜发生了偏转，在隔膜34上的中央微孔35的尺寸就会增加。

由于本发明的过滤咖啡机的设计形式，就能够在任何时候并且借助该过滤咖啡机自身以一种简单的方式产生蒸汽，而根本没有必要提供一个泵件或另一个动力驱动的剂量装置。这种过滤咖啡机特别适合于制备热牛奶咖啡饮料。为此目的，可以提供一个奶液容器(附图中没有示出)，借助设置有一个微孔的蒸汽管路就可以从该奶液容器中得到起泡沫的奶液，并且借助众所周知的文氏管效应，起泡沫的奶液会流过奶液容器。

而且，应该指出的是，普通的过滤咖啡调制设备的固有的特征仍然可以完全保留下来。

还应该指出的是，附图中所示的并且在前面所描述的实施例没有理由被认为是最终的形式。特别是，在本发明的范围内如果合适的话，可以提供两个加热元件而不是一个。这样的设计具有调制水和蒸汽可以在需要时同时地产生。

储水容器的出口还可以通到一个分离容器内，其结果是，也是在产生蒸汽的情况下，从清水水箱提供待加热的水。在此情况下，储水容器就不必设置一个清水进口。

最后，可以想象，在蒸汽的产生过程中，加热元件可以用不同的功率来操作，最好是比制备热调制水的过程中的功率更高的功率。可以看出的另一个变更例是单元2与清水容器形成整体的情况。

Claims (17)

1.一种用于制备过滤咖啡的设备，该设备包括一个清水水箱，至少一个用于对水进行加热并且具有一个水进口和一个水出口的加热装置，所述水进口与水源连通，所述水出口与一个调制咖啡的过滤接纳装置连通；

其特征在于：

该设备包括一个适合于产生蒸汽-水混合物的蒸汽产生装置，所述蒸汽产生装置结合有用于分离蒸汽和水的装置和/或用于节制输送到所述至少一个加热装置的进口的单位时间进水量的装置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述用于分离蒸汽和水的装置包括一个分离件，该分离件具有一个与所述加热装置的所述水出口连通的第一进口，和一个与设置在所述蒸汽产生装置内的蒸汽出口喷嘴连通的第一出口。

3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：所述蒸汽产生装置包括分别设置在加压水和水-蒸汽管路内的储水容器装置，所述储水容器装置包括一个与所述加热装置的所述进口连通的第一出口。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述蒸汽产生装置包括分别设置在加压水和水-蒸汽管路内的储水容器装置，所述储水容器装置包括一个与所述加热装置的所述进口连通的出口，所述用于节制输送到所述加热装置的进口的每单位时间进水量的装置设置在所述储水容器装置的所述第一出口内或者紧接在所述储水容器装置的所述第一出口的后面。

5.如权利要求3所述的设备，其特征在于：该设备还包括一个设置在所述储水容器装置的所述第一出口和所述加热装置的所述进口之间的第一止回阀装置，该止回阀装置用于防止水从所述加热装置流回到所述储水容器装置内。

6.如权利要求4所述的设备，其特征在于：所述用于节制输送到所述加热装置的进口的每单位时间进水量的装置包括一个节流件，该节流件设置在所述储水容器装置的所述出口内或者插入到从所述储水容器装置的所述出口通到所述加热装置的所述进口的管路内。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述蒸汽产生装置包括分别设置在加压水和水-蒸汽管路内的储水容器装置，所述储水容器装置和所述用于分离蒸汽和水的装置整体地形成在一个共同的结构单元内，借此使得所述储水容器装置连接到所述用于分离蒸汽和水的装置以便接纳在所述用于分离蒸汽和水的所述装置内冒出的水。

8.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述储水容器装置包括一个与所述清水水箱连通的第二出口，而且还提供了一个设置在所述储水容器装置的所述第二出口和所述清水水箱之间的第二止回阀装置，该止回阀装置用于防止水从所述储水容器装置流回到所述清水水箱内。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于：该设备还包括一个将所述清水水箱连接到所述加热装置的所述水出口上的管路装置，和一个插入到所述管路装置内的第三止回阀装置，所述第三止回阀装置用于防止水从所述加热装置流回到所述清水水箱内。

10.如权利要求2所述的设备，其特征在于：所述分离件包括多个设置在所述分离件的所述第一进口后面的挡板装置，所述挡板装置用于从所述加热装置产生的水-蒸汽混合物中分离出蒸汽。

11.如权利要求2所述的设备，其特征在于：该设备还包括一个穿孔的隔膜装置，该隔膜装置设置在所述分离件的所述第一出口部位处。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于：所述穿孔隔膜装置是可挠曲的，使得它能够在所述分离件的内部所形成的过压的影响下偏转，借此使该隔膜上的穿孔的尺寸增大。

13.如权利要求1所述的设备，其特征在于：该设备还包括一个热水出口和一个将所述加热装置的所述出口连接到所述热水出口的第一管路装置。

14.如权利要求2和13所述的设备，其特征在于：所述加热装置的所述出口经由一个第二管路装置连接到所述分离件的所述第一进口，并且还包括一个插入到所述第一管路装置内的第一滑门阀装置，一个插入到所述第二管路装置内的第二滑门阀装置，和一个用于交替地致动所述第一和第二滑门阀装置以便交替地分别闭合所述第一和第二管路装置的操作装置。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于：所述操作装置用于在所述第一和第二滑门阀装置分别受到致动时同时地致动所述加热装置。

16.如权利要求2所述的设备，其特征在于：该设备还包括一个第一和一个第二加热装置，所述第一加热装置的出口连接到所述分离件上，而所述第二加热装置的该出口与所述调制咖啡的过滤接纳装置连通。

17.如权利要求9所述的设备，其特征在于：该设备还包括一个第三滑门阀装置，该滑门阀装置被插入到所述将所述清水水箱连接到所述加热装置上的管路装置内，所述第三滑门阀装置适合于在蒸汽的产生过程中被闭合。

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