CN1209064C - 制备咖啡的装置和用所述装置制备咖啡饮料的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制备咖啡的装置，其中位于一个封闭容器(1)中的水被煮沸，在煮沸之后，水通过一个上行管(12)被压入到一个开口室(6)中，在开口室中沸水从咖啡粉中提取芳香物质，在此之后，制备好的咖啡经过一个设置在开口室出口的过滤元件过滤从开口室返回到封闭腔室(1)中，本发明的目的在于提供一种用于制备咖啡的装置，该装置能够在仔细的温度监控之下很好地利用咖啡粉中的芳香组分，使用者无需外部加热源就可使用，能够预先确定具体的开始时间和随后确定一个温度序列。这个目的是通过下述方式实现，封闭容器(1)设置至少一个加热元件(10)，这些加热元件一起和/或单个具有一个适当的功率将位于封闭腔室(1)中的水煮沸，加热元件机构被适当的控制装置根据时间和温度控制，并具有至少两个功率档以便将咖啡饮料的温度保持在一个狭窄的温度范围内，该温度范围位于咖啡饮料的沸点之下。

Description

制备咖啡的装置和用所述装置制备咖啡饮料的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制备咖啡这种类型饮料的装置，在该装置中位于封闭容器中的水被煮沸，煮沸之后通过一个上行管将水压入到一个开口室中，在这个开口室中，沸水从咖啡粉中萃取芳香物质，在此之后，制备的咖啡饮料通过一个设置在开口室的出口处的过滤元件而被过滤回到封闭腔室中。

现有技术

这种用于制备咖啡的装置自从1958年就已经公知，当时它被当作一种新颖和改进的制备咖啡的方式制造出来，从而在萃取或者渗入时间期间确保一个恒定的和高的温度。该现有技术的一部分公开在DK90776和DK98310中。

在完成了上行之后，封闭腔室必须被冷却，以便利用由冷却而获得的真空而将制备好的咖啡通过一个过滤装置返回，咖啡粉将会由一个过滤元件保留在开口室中，所述过滤元件没有进一步描述。

然而，这种制备方法有一系列的缺点，因为这种方法依赖于外部加热源，以及如果不花大量的成本就不可能在一个明确的预先固定的时间自动地开始咖啡的制备，正如在制备咖啡的装置中所常见的那样。

在美国专利US5892204中，披露一种用于植被咖啡的装置，其中该咖啡植被装置具有一下部容器，该下部容器在其底部具有一孔，在该底部的孔内装配有有一缺水性电热器，该加热器包括一金属本体，该金属本体带有形成杯形储水器的腔体，该杯形储水器带有加热表面，该储水器的顶部基本上能使水自由地进入该储水器但是能在腔体中的水达到相对较高的温度时起到容纳蒸汽头的作用，在使用时该蒸汽头限制水流进该储水器中，因此使得该储水器处于缺水状态，以及用于加热该腔体的电器元件。

不过，该现有的咖啡制备装置涉及一系列的问题，因为该腔体中的水(以及后来的咖啡饮料)会达到能够产生蒸汽头的相对较高的温度，这将导致在较高的温度下剧烈地沸腾。折中剧烈沸腾会显著地损害咖啡饮料，因为重要的芳香成分将会蒸发掉。

在EP292649中，一种类似的用于制备茶的装置被公开，这种装置包括两个容器分别用于新鲜水和芳香物质的萃取。这两个容器由一个轴向可以滑动的上行管相连，以便容许在萃取室中获得可变的渗入时间。根据上行管的下边缘和新鲜水容器底部之间的距离不同，变化量的水保留在新鲜水容器中，所述的新鲜水容器中设置至少一个加热元件，所述变化量的水的蒸发时间决定茶的渗入时间。该文件中提到的发明的特征结构是上行管被可滑动地安装，剩余量的水由上行管的位置确定，该上行管以本身公知的方式具有上行管和一个出口的功能。然而，这些公开的结构有意识地使之能够让使用者调节茶的渗入时间。为了能够调节剩余的水量，新鲜水容器底部被分为两半。茶的渗入时间可以很好地在5分钟到15分钟之间变化，所述的5分钟用于Assam和Ceylon类型的茶叶，而Kemun茶叶的特点却是长达15分钟的渗入时间，因为它具有很低含量的鞣酸。这种需要在实际的发明中并不存在，在实际的发明中，咖啡应当以公知的方式制备，用本发明可以满足消费者的期盼。

另外，我们都知道制备咖啡过程中，水由装设在装置中的加热源加热，此后，水通过一个上行管被导引到一个位置，从该位置处水能够滴入到咖啡粉中，在此之后，制备好的咖啡在一个过滤漏斗中被过滤。这种方法经常被称为“Melitta^”法。这种方法的缺陷在于滴入的水不能总是保证恒定高温，所述的水由于是滴入，所以只能流过一个非常小的区域，因此芳香组分不能被充分利用，因为在正确的温度下滴入水的分配是十分不均匀的。

本发明的目的

因此，本发明的一个目的就是提供一种用于制备咖啡的装置，其中位于咖啡粉中的芳香组分在仔细的温度监视下以最好的方式被利用，而便用者无需外部加热源就可以完成，能够预先决定一个具体的开始时间并且随后决定一个温度序列。

根据本发明，上述目的通过一种说明书中的用于制备咖啡的装置来实现，该装置中的封闭容器装备有至少一个加热元件，这些加热元件一起或者独自具有一个适当的功率将封闭腔室中的水煮沸，并且该加热元件结构根据时间和温度被适当的控制装置控制，具有至少两个功率档，以便将咖啡饮料的温度保持在一个狭窄的温度范围内，该温度范围低于咖啡饮料的沸点。

一种采用所述用于制备咖啡的装置来制备咖啡饮料的方法，开始包括下述公知步骤a-f：

a)将水加入到装备有加热元件结构的容器中；

b)安装具有过滤元件的开口室；

c)装入咖啡豆粉；

d)开始水的加热，直到煮沸，在水煮沸之前，由于热膨胀和水蒸气压力的增加，水就通过上行管被上移到开口室中；

e)在一个适当的时间期间保持煮沸，蒸汽从沸水通过上行管上升到开口室中，在该开口室中的成分被加热到沸点温度；

f)停止煮沸，将封闭腔室冷却，形成一个真空，该真空将制备的咖啡饮料抽吸回到封闭室中；

该方法与现有技术区别在于

g)属于封闭室(1)中的加热元件机构在终止煮沸时切换到一个具有非零输出功率加热体上，该非零输出功率小于要保持煮沸必须的功率，

h)被切换到一个功率档，该功率档将制备好的咖啡饮料保持在一个优选的温度。

采用本发明的方法，冷却时间可以被确定，从而在该时间期间开口室的成分可以提取芳香组分，所述的冷却时间可以根据自己的口味固定在从几秒钟到2-3分钟。

当在封闭腔室中仅仅装有一个加热元件的情形中，可以对冷却时间进行依赖于时间的延长，即由脉动电源向加热元件供电，其平均值相应于较低功率档。

在一个优选实施例中，建议用电能为加热元件供电，从而能够获得有效控制整个过程的优选可能。这可以由控制过程的起始时间，电控制冷却阶段，步骤g)，最后的阶段，步骤h)来实现，这样制备好的咖啡饮料被保持在理想的温度。

另一种能源也是可能的，即，加热元件为一种催化剂载体，其中采用一种可燃烧气体如一种通常的气体作为点燃物。在此，如果没有采用进气格栅，可以采用一种电池控制的气体阀控制水的沸腾。

在另一个的用于制备咖啡的优选实施例中，设置了一个座，其内包含着控制电器，开关机构，以及可能还有气体容器形式的能量储存或者连接到一个电源。

本发明其他的优选实施例通过阅读从属权利要求变的更清楚。

附图说明

本发明的例子示出在附图中，其中：

图1示出根据本发明的用于制备咖啡的装置的透视图；

图2示出根据本发明的用于制备咖啡的装置的轴向剖视图；

图3为一个类似于图1的透视图，只是拉出臂示出在靠外的位置。

在图1和2中示出由电驱动的用于制备咖啡的装置；这个装置将在下文中进行描述。根据实施例的用于制备咖啡的装置设置有一个封闭腔室1位于座2上，没有进一步示出与电源相连的连接装置。在手柄3之下，具有一个视窗4，通过该视窗可以观察工作过程。在该视窗之下，设置一个电切换臂5，其部分地手动控制，部分地由时间和/或温度参数自动控制。封闭腔室1由一个塞子14封闭住，所述塞子包围着一个管子12，所述管子穿过设置在封闭腔室1中的开口15，从开口室6伸出。当开口室6从所述用于制备咖啡的装置中取出时，开口15可以被一个盖子7封闭。另外，打开的腔室1装备有一个盖子16，防止构成加入到开口腔室6中咖啡粉的芳香组分在咖啡制备之前挥发出去。管子12，图1中未示出，向下到达封闭腔室1的底部，但没有接触到底部。

在优选实施例中，封闭腔室1的底部是为了便于对封闭腔室的清洁。因为水垢的钙质会沉积在封闭腔室的直接与加热元件10相接触的部分上。

在开关5下面，如实施例中所示，设置一个视窗8位于座2的一个突出部上，在该视窗中可以电显示各种参数。这些参数可以是封闭腔室1中的水的温度，加入水的体积或者时间显示。图3示出在座2的另外一个位置处，设置一个可伸长的拉出臂9，该拉出臂与一个弹起杆17一起能够在完成咖啡饮料制备之后用其上行管12保持开口室6。从而开口室6被固定住防止翻到，从上行管1 2中出来的可能的剩余液滴可以被收集在一个未示出的适合于该目的的槽中，该槽构成所述可伸长拉出臂9的一部分。当该拉出臂不处于使用状态时，可以进入到座2中。为了这个目的，杆1 7可以向下转动进入拉出臂9的一个凹部18中。

在图2中可以看到，在封闭腔室1的底部设置了一个加热元件10，它的电源由未示出的开关结构11控制，开关结构原则上可以是任何能实现手动或自动工作功能的结构。考虑到在此没有示出的自动功能，采用了热电传感器来探测煮沸，当煮沸之后帮助切断电源。

用于制备咖啡的装置的功能如下过程，其中一部分步骤是公知的了：

i.在开口室6象一个塞子一样插入到开口15中之前，将水加入到封闭腔室中。

ii.装好过滤元件13之后，咖啡粉被加入到开口室6中，加入的量与加入到封闭腔室1中的水的量相应。

iii.打开开关5，从而封闭腔室1中的水被加热。在加热的过程中，随着水面之上蒸汽压力的增加，水被压入到上行管12中，到达具有过滤元件13的开口室6。

iv.就在水就要被煮沸之前，所有的水会被压入到开口室6中，剩下留在封闭腔室中的水很快达到沸点。

v.从而，水蒸气通过上行管12，过滤元件13被导引到水和咖啡粉的混合物中。

vi.当合适量的水蒸汽已经通过上行管12被导引，整个过程就要结束：即沸腾将要被终止。沸腾终止的时间视各种参数而定，这些参数包括咖啡种类，咖啡粉中芳香组分的泡制时间，水中的钙质和其他物质的含量等等。为了控制这个，在开关结构11中的装置用来实现时间控制和温度调节。

为了达到这个目的，一个时间控制延迟可以被用来确保一个固定的沸腾时间，在该沸腾时间中，水蒸气进入到上行管12中并进一步穿过过滤元件13和位于它之上的水和咖啡粉的混合物。当蒸汽被导引穿过液体时，它将会冷凝，大量的冷凝热从水蒸气释放到其周围的液体中，这也会确保一个稳定的温度，该温度仅随大气压力而变化。这种加热背后的思想就是开口室6中的成分不可能比上升的蒸汽更热，因为，在温度平衡时，在液体中没有冷凝发生。这是真空咖啡的多种特性之一，在这种真空咖啡中需要最低96摄氏度的温度就可以在开口室6的所有成分中均匀地获得。因此，这些成分的温度将会渐近地接近从封闭腔室1中而来的上升蒸汽的温度。

经过预先设定的沸腾时间之后，加热元件10的电路被关闭，或者它被切换到一个较低的功率，从而封闭腔室1的冷却可以在一个控制的时间内发生，由此，咖啡粉中的芳香物质会获得渗入的时间。在冷却的过程中，在封闭腔室1中形成一个真空，由此开口室6中的成分被吸入到封闭腔室1中。这些原理，恰当地说，属于现有技术，但是事实上在这里仅仅是重复。

在整个过程结束之后，即，当制备好的咖啡回到封闭腔室1中时，带有过滤元件的开口室6被取出，放置在拉出臂9上的杆17中，该拉出臂被从位于封闭腔室1下面的座2中拉出，盖子7向下转动盖住封闭腔室1的成分。在此之后，咖啡饮料准备好供应和饮用。为了将咖啡饮料保持在一个理想的温度，加热元件可以以一种公知的方式被切换到一个功率电平，在该电平下，咖啡饮料可以保持在一个窄的温度范围内，该温度范围低于咖啡饮料的沸点温度。

启动上述的制备过程可以在一个电控制的加热器上进行，该加热器采用时间延迟电控制，从而水和咖啡粉可以被相应地装入到封闭腔室1和开口室6中，因此在任何时间都可以制备咖啡而无需人的直接干预。

利用气体/催化加热器可以类似的自动启动加热，因为控制可以基于电池而发生。

这种自动不可能比“真空”咖啡的制备更早，直到现在之前的这种制备一直依赖于外部加热源，如，酒精灯或者电炉。

示出的实施例中仅仅是示出了一种实例，但是并不意味着仅限于图中所示的情形。而是，对于本领域普通技术人员来讲明显的改变和变体都包括在本发明之内。

Claims (11)

1、一种用于制备咖啡的装置，其中位于一个封闭腔室(1)中的水被煮沸，在煮沸期间，水通过一个上行管(12)被压入到一个容纳有咖啡粉的开口室(6)中，在开口室中沸水从咖啡粉中提取芳香物质，在此之后，制备好的咖啡经过一个设置在开口室出口的过滤元件过滤从开口室返回到封闭腔室(1)中，该封闭腔室(1)中装有一加热元件(10)，该元件具有使封闭腔室(1)中的水沸腾的适当功率；以及装有一能量供给断路器，该断路器根据时间和/或温度进行控制其特征在于，该加热元件(10)形成一平坦表面，该表面为腔室底部的一部分，所述上行管(12)布置在一相对腔室底部倾斜的偏心位置，其下部孔口对着底部周边的非加热部分，并且该加热元件(10)包括两个加热体，以便将咖啡饮料的温度保持在低于咖啡饮料沸点之下的一个狭窄的温度范围之内。

2、根据权利要求1的用于制备咖啡的装置，特征在于，加热元件(10)以电能供电。

3、根据权利要求1的用于制备咖啡的装置，特征在于，加热元件(10)被制成一个催化剂载体，被供给化学能。

4、根据权利要求1或3的用于制备咖啡的装置，特征在于，所述温度由电能存储物来控制。

5、根据权利要求4的用于制备咖啡的装置，特征在于，所述电能存储物为电池。

6、根据前述权利要求任何之一的用于制备咖啡的装置，特征在于，设置了一个座(2)，其内包含着温度控制电器，开关机构(11)，以及可能还有气体容器/蓄气筒形式的能量储存物或者连接到一个电源的连接装置。

7、根据前述权利要求任何之一的用于制备咖啡的装置，特征在于，座(2)进一步装备一个拉出臂(9)，该拉出臂上装设有一个转动杆(17)用来在咖啡饮料制备完成之后用其上行管(12)固定所述开口室(6)。

8、根据权利要求7的用于制备咖啡的装置，特征在于，所述杆(17)能够被翻转进入位于拉出臂的一个凹口(18)中。

9、一种采用权利要求1所述的制备咖啡的装置制备咖啡饮料的方法，包括下述公知的步骤a-f：

a)将水加入到装备有加热元件结构的腔室中；

b)安装具有过滤元件的开口室；

c)装入咖啡粉；

d)开始加热装入到封闭腔室中的水，直到煮沸，在水煮沸之前，由于热膨胀和水蒸气压力的增加，水就通过上行管被上移到开口室(6)中；

e)在一个适当的时间期间保持煮沸，蒸汽从沸水通过上行管上升到达开口室(6)中，在该开口室中的成分被加热到沸点温度；

f)停止煮沸，将封闭腔室冷却，形成一个真空，该真空将制备好的咖啡饮料抽吸回到封闭室中；

其特征在于，

g)属于封闭室(1)中的加热元件机构在终止煮沸时切换到一个具有非零输出功率加热体上，该非零输出功率小于要保持煮沸必须的功率；

h)在开口室(6)空了之后，切换到另一个加热体，以便将制备好的咖啡饮料保持在一个狭窄的温度范围内，该温度范围低于咖啡饮料的沸点。

10、如权利要求9的方法，特征在于，在该方法的步骤d)-h)期间，将电能供给到装置(10，11)用于咖啡制备的加热和控制。

11、如权利要求9的方法，特征在于，在该方法的步骤d)-h)期间，将化学能供给到装置(10，11)用于咖啡制备的加热和控制，其中的装置(10)是一种催化剂载体，装置(11)为由储存的电能驱动的控制装置来控制化学能。

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