TW201018434A - Coffee machine with system for producing cold coffee - Google Patents

Description

201018434 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 —本發明關於對咖啡機的改良，特別是（但不限於）對 家用的、專業的或商業使用的自動型或半自動型的咖啡機 的改良。-般而言，在本說明書和隨附的申請專利範圍的 fc圍内’咖啡貞纟意指—種自動配送器或自動販賣 機，其適於提供-種或多種飲料（包括咖_)，根據㈣ 情況也適於配送固體食品。 【先前技術】 在所謂的自動販賣機或自動配送器，和專業用或家用 機器的領域内，機器或裝置為所習知的用於製備各種類型 飲料的自動或半自動型的機器，特別是用於製備咖啡類飲 料例如濃縮咖啡，美式咖啡或類似飲料》在自動販賣機 的領域内，習知的機器是被設計為供給熱的或冷的飲料。 例如，習知的自動販賣機用來供給咖啡、卡布奇諾咖啡、 牛奶、巧克力或其他熱飲料和果汁或其他冷飲。 在習知的家用與專業用領域中的機器，通常由單一的 遽包、容器包裝的咖啡、渡E包裝咖徘或散裝咖啡或是由 另外的咖非研磨機將装在殼内咖啡研磨出的咖啡粉而製成 的熱飲枓。 此咖啡類飲料是藉由注入熱水來調製成，並在非常高 的溫度下供應咖啡。 3 201018434 【發明内容】 本發明的第一目的在提供一種咖啡機，亦即通常是可 適於任何供應咖啡的機器，在某些情況下，也可提供其他 飲料和/或其他食品或非食品，且可製造冷咖啡。其特徵是， 根據本發明，該機器包括一辅助迴路，其可直接地或間接 地連接至製造冷咖。非的咖啡注入單元的出口。該冷咖啡可 被供給或混合或加入其他產品，以獲得其他類型的咖啡類 飲料。 在某些實施例中’該機器的特徵為具有一冷床匣，其 可連接於注入單元，例如一匣可藉由一切換閥連接於輔助 迴路。如此設計該切換閥，以將咖啡注入單元的出口可選 擇地連接到機器的咖啡配送喷嘴或冷;東s。 以此方式，可選擇藉由機器的普通構件來製造和供應 熱咖啡，例如注入單元和配送喷嘴，或藉切換換切換閥來 製造冷咖啡，如此由注入單元製造的熱咖啡通過冷凍匣， 自該處流出後其溫度會大大的降低，通常其溫度低於周圍 溫度。冷咖啡藉由供應熱咖啡的機器的配送喷嘴供應，或 藉由一單獨喷嘴或直接從冷;東匿供應。 根據一些實施例，該冷凍匣為一被動系統，例如是一 種系統：以一冷聚積裝置（通常是凝膠）被保持為與熱交換裝 置（例如一咖啡用的線圈或是其他流動管路）接觸。這種情形 下，該E可置於冷凍器内一段時間，以使其足夠從凝膠或 其他冷聚積裝置中吸取熱量，而使凝膠或冷聚積裝置的溫 度降低。這些凝膠或其他冷聚積物質是習知的，它們可使 201018434 用於很多用途中，例如將它們插設入用以保存和傳送食品 的冷卻器所採用的容器中。 在該E被保留在冷凍器中一段必要的時間後，就可被 用於製造出冷咖啡，藉由將匣連接到用來供應從機器的注 入單元流出的咖啡的供應管道上，可使該熱咖啡流過線圈 或其他管路時與冷凝膠或其他的冷凝聚積裝置或材質做熱 接觸°流、經之後’咖啡的熱被吸走，因此由線圈流出的咖 .°非的溫度較最初溫度為低，且較佳地係大致低於周圍環境 的溫度’例如低於1 5°C且較佳地係低於1〇。(：。 也可是一個單獨使用的冷凍匣來吸收熱量，其中該冷 聚積裝置可由機械帶動的裝置來吸收熱。此類型的裝置是 驾知的且通常以術語“合成冰”來表示。此通常用於個人 邊療目的--用於治療血腫、減輕腫脹以及因為牙齒刺痛而引 起的疼痛以及其他類似的狀況。這些材料被包在封套内， 被適田的搖動或採用任何方式的機械應力，以產生可吸收 〇 周圍熱里的反應。通過使用這些在單獨使用的匣中的物 質可讓在匣中的大部分材料進行化學反應，並與熱導管 中机過的如啡做熱接觸。以此方式，可獲得與被動E同樣 勺效果，其中該冷聚積裝置可在冷凍器中被冷卻且因此可 重覆使用許多次。 艮根據其他實施例，該度為半被動型的或主動型的，亦 、可i括或結合—冷凍系統’其可藉吸收能量（例如電 力）來將熱量去除。 丨士 。亥匣可裝設一系統，其至少可吸收一部分通過 201018434 E的咖啡流釋放出的熱量。在一些實施例中，這些熱吸收 系統可包括電氣系統’特別是一個或多個帕爾帖單體 (Peltier ceUs) ’其可藉一裝置於咖啡機上的插頭被電氣驅 動°這樣’該匣可藉由將該咖啡入口（和咖啡出口，視情 況而定）連接到機器’和將用來驅動帕爾帖單體的電接點 連接到機器上的電連接器而被置於機器上。 在其他實施例中，可在機器内提供一外殼，E可至少 部分地置入其内。該外殼可具有熱吸收裝置，例如帕爾帖 單體，這樣，該帕爾帖單體為機器的一部分而非匣的一部 分。例如，當匣被置入時，藉由置於外殼内的微型開關上 的壓力以自動方式來簡單地驅動單體，也可當匣被置入 時，將其連接於咖啡入口和/或咖啡出口管道來驅動單體。 在一些實施例中，該除熱裝置可以依規格需要來設 置，此時該E就無需設有冷聚積裝置。這樣，藉由該連接 於匣及/或機器内的匣外殼的主動的冷凍裝置，可將流過匣 的咖啡流中的所有熱量都被除去。然而，該連接於匡和/或 1器内匣的外殼的冷凍裝置較佳地係與匡内的冷聚積物質 、》Q使用。這樣，該匣可被放入極度冷藏室内且在其内保 持奴必要的時間來累積到足夠的冷度，例如放置其中的 時間足以讓E内的冷聚積物質中吸取足夠的熱量。為了使 用、，該£從冷來器中取出且連接於機器。該主動的冷束裝 置被驅動’藉由匣内的冷聚積物質，纟限制匣中的冷聚積 ㈣的周圍熱#吸收及/或結合g内的冷聚積物質的冷珠作 有助於從匣内流動的咖啡中去除熱量。 201018434 根據一些實施例，特別是自動販賣機或自動配送器已 ^具有一流體冷凉·迴路的情況下’其可連接於匣的外殼， 一供給冷康劑的熱交換器代替了帕爾帖系統，該熱交換器 i、給冷4劑’該冷凍劑係由設置在自動配送器或自動販賣 機上的冷束組而提供。這樣，該匣更合適，其不必在冷凍 器内冷部’而可以永久的方式置於機器内，藉由機器的冷 束迴路為製造咖啡保持在其所需溫度。以任何方式，可在 與咖°非的流動管道熱接觸的匣中提供冷聚積材料或冷聚積 物暂，於达 、 卞马一熱飛輪，因此當供應咖啡時達到足夠的熱 吸收。此後，該凝膠或冷聚積物質中聚集的熱量，藉由在 冷咖啡供應操作和其下一次操作之間的冷凍迴路被逐漸 地去除’或是機械不需要供應冷咖啡的任何時間下將熱排 去。 通韦’當該®單獨或結合一主動的冷凍系統來使用冷 水積物負’該物質較佳地係因從外面吸收的熱量而改變狀 態’因此其無需改變溫度而可快速吸收從咖啡中釋放出的 高熱量。 本發明的進—步的優點和實施例陳述於附屬申請專利 範圍中且將在以下參考一些本發明的無限制性實施例做 更詳細的描述。 电月的另_目的是’一種藉由咖啡機製造冷咖_的 方法，包括如下步驟： 藉由將熱水流經一注入單元來製造熱咖啡； 使熱吻I啡通過一冷凍匣來製造冷咖非並將冷咖啡收 7 201018434 集到杯子或其他容器中。 本發明將通過如下的詳細 1田项：和附 些附圖顯示了本發明的非限制 更易理解’該 的貫際實施例。 【實施方式】 圖1所示為本發明適用於 如前言所豸，本發明也包括了其類非機的—種型式， 用的自動或半自動機器和所謂其:自類動^ 器，根據情況不同，其也可為特別的複合卜動配送 其可被設計為提供其他產品，例如 承咖啡外’ 例如熱飲料和冷飲料，例如 點心或相似的固體食品，包裝於罐 表或瓶子裏的飲料 等。以下的描述特別關於家用機器，係作為—用奸 發明涉及的多種應用而非對本發明加以限制的實施J。 在圖i中，整個機器以元件符號i來表示。該機器具 有一用來置放接取咖啡的杯子的停放表面3,咖啡通常由配 送嗔脅5流出。參考數字7指出—般的使用者介面。該使 用者介面可為接觸面板或是顯示螢幕，或其他類型的適當 介面，其可讓使用者對該機器針對要準備的飲料類型下指 令0 在機器内’整個主體則以元件符號9來表示，該主體 内的其他詳細結構將於以下文中參考圖3做更詳細的描 述。該外殼或主體9具有一前開口 11，其内可插入一冷床 匣（整體以元件符號1 3來表示），在下文將做更詳細的描述。 圖3所示為一些設置於機器！内的元件，特別是一些 201018434 液壓系統的元件。可理解為，在機器9内，可設置其他構 件、附件、裝置、設備或其他公知的可製備其他類型飲料 (例如，卡布奇諾、熱牛奶、拿鐵瑪奇朵或研磨咖啡豆等） 的装置。這些進一步的構件或零件在此並不重要，所以不 描述或顯示。 參考圖3’在機器1内設置一水槽15,其具有一連接 到流量計19的出口管道17。該流量計19可為額定流量計 或其他類型的流量計。從水槽15中吸出的水經由泵21被 供給到燒水器23中。該燒水器23的出口 25連接於一注入 單元27,在注入單元27内設有注入室，其可裝有一容器， 一咖啡濾包或以咖啡匣或其他可預定形成飲料的食品。在 其他實施例中’可向該注人單元27中提供咖啡粉，該吻啡 粉是經由研磨機器中的槽内的咖啡豆而獲得的（圖中未表 示），或可提供由使用者直接供應的或從一容器中取 咖啡粉。 0 該注入單元27藉一管道29連接一切換閥3卜如此設 什、控制和言免置該切換閥使得注入單& 27心〇 Μ可^ 擇地連接至配送喷嘴5或一辅助迴路，該辅助迴路整體以 33標示’且係由冷;東g 13形成’或該辅助迴路可連接於〆 該切換閥2i可被手動控制或藉由一電子控制單元來控 ^致動續控制，該電子控制單元在圖3中以元件符號 ό來顯不。該控制單元36較佳地係也與泵2ι，流 燒水器2 3和注入單元9 7 ia，击拉 , 单兀27相連接，以自動或半自動的方式 201018434 根據熟習本領域技術人員所知的標準來控制注入週 據該機器的自動化程度，其複雜性 又 县，讨械座丨- 共J執订的功能數 量該控制牟疋36可控制上述的—個或多個構件和機号且 有的其他構件、裝置或賴，例如1於製造起泡牛㈣ 起泡裝置（熱牛奶咖啡）^ 如圖3和圖3A顯示’該切換閥31可採取兩個可選位 置的其中-個或另一個。該切換閥31具有四個入口和出口 開口

入單元27的出口 29直接連接至配送喷嘴5或連接至輔助 迴路33。在圖三所示的位置中該注入單元27的出口導管 29係與切換閥31的入口 31A及與該閥的出〇 31〇流體式 相連。該閥與辅助迴路33相連，因此從注入單元27流^ 的熱咖啡經過切換閥31進入輔助迴路33中。反之亦$ , 在圖3A的配置中，該注入單元27的出口管道29經由切換 閥31的開口 31B和31C連接至用於連接配送喷嘴5的管道 35。因此，在圖3的配置中，咖啡流通過冷凍匣13且由匣 提供經由管道37流向杯子τ内的配送喷嘴5。反之亦然， 在圖3A的配置中，未使用輔助迴路33且該咖啡流經由切 換閥31的開口 31B和31C從注入單元27直接流入杯子τ 中〇 該冷凍匣13可被設計為各種型式。在一些實施例中， 其具有主體13Α，較佳地係具有一可更舒適操作的手柄 13Β ^在匣13的主體13Α内，設置一咖啡流管道，其為線 圈狀是有利的且其在圖2中整體以元件符號41來標示。該 10 201018434 流動管道4i具有一設有一接頭41A的入口和—設有一接頭 41B的出口。該接頭41A可經由輔助迴路u的管道μ連 接於切換閥Μ上’同時該出口接頭41Β可連接於上述的管 道37。以此方式，當匡被插設入機器内，該接頭“A和々a 連接於管道39和37。因此，該匿成為該辅助迴路的一部分， 整體以元件符號33標示，其包括該該管道％、該g 13和 該管道37。反之亦然，當該切換閥31在圖3a的配置中， ❹ 4 S保持不運轉。 在昆U的主體Μ内提供-容器v，其内可填充凝膠 或其他適於冷聚積的材料或物質，例如一種因時間改變而 2變其物相的物質，以吸收流過£的咖啡的熱量而不改變 溫度。這些物質是習知的且應用於报多領域，例如保存冷 臧器内的食品，在醫學領域用來保存部分肢體的熱度或冷 度和其他應用。該'線圈41 佳地是由高熱導係數材料製 成，例如紹或銅，並在其表面適當的包覆以使其不會 接觸到食品。以此方式，當包含於容胃B中的物質藉由將 E 設入例如是冷康器巾*已被適當的冷卻，流經該線 1圈或流動管道41的咖啡會釋放其熱量而變得較冷，因此， X低於'主入單元27產物溫度的溫度到達出口管道41B。藉 由使用—適當尺寸和適當熱慣量的H，在該g的出口可獲 :咖啡’其溫度等於由手工操作攪拌器所得到的咖啡溫 又例如將機器製出的熱咖啡與冰塊混合。因此獲得的冷 加非由噴觜5來提供。或者，可省略該管道37且可將出口 接頁41B μ不同的方式設置於匣i3 i，例如其可橫向突 11 201018434 1的停放表面3的 出口接頭4 1 B可被 啡，然而不會連接 出，以將冷咖啡直接提供到擱置於機器 杯子τ中（圖1)。在其他實施例中，該 插設於另一個管道以從機器中提供冷咖 到喷嘴而是其他迴路。 …在一些實施例中，為獲得含有奶油的冷咖啡，類似於 通過人工加工的搖動冷咖啡，該輔助迴路Μ可進一步包括 -空氣壓縮器45,其通過一回流閥47連接至管道…以 此方式’由可程式化的電子控制單元36適當控制的壓縮器 45’可於適當點將加壓空以人咖啡中，較佳地係沿著輔 助迴路33的管道39,以形成隨後出現於從g 13流出的冷 咖啡中的奶油。

該冷；東E 13的趙積V以適當的大小型式設置，可提供 適當量的冷咖啡。然而，該咖啡會由於從流動於流動管道 或線圈41的咖啡中所釋放出的熱量的影響及因冷耗損失造 成（例如藉匣13的側壁從周圍環境吸收熱量）的影響而逐 漸變暖。該匣丨3較佳地係塗覆有絕緣材料，但是由於此種 ’邑緣會阻礙或減慢冷藏室内的匣13的冷卻過程，所以其不 月t*具有特別高的絕緣度。該匣也可以具有一可拆卸的絕緣 系統當匣在機器中使用時’其可被應用’但當將匣放入 冷凍室時，可將其拆卸。 在一些實施例中，為保持匣13會冷卻更長的時間（或 以任何方式減慢其内的熱吸收材料的狀態改變），該匣可 具有主動的冷凍裝置。根據一些實施例（特別如圖4所示）， 該匣〗7 -T· 3可具有主動的冷凍系統，其包括一個或多個帕爾帖 12 201018434 單體51，較佳地係具有散熱片53,其用來發散由於單體51 的帕爾帖效應所產生的熱量。該單體51由連接匣13的插 頭55來驅動；當匣被插設入機器1内，該些插頭與包含在 機器内的相應的電接點形成接觸。在圖3的示意圖中，元 件符號5 7圖解說明一直流電源，當如圖4中具有帕爾帖單 體或電池時，該直流電源驅動連接於匣i 3的帕爾帖單體或 電池。 在某些其他的實施例中，該帕爾帖單體或電池51可被 固定安裝於外殼11内，匣13可完全地或部分地被插設入 其内。此種方式的匣製造成本較更經濟，因此，使用者可 低價購買大量的匣並將其保存在冷藏室中保持冷度並在每 次拿一個來使用。 在又一實施例中，可提供一外殼丨i，其以一冷凍迴路 中的冷卻劑來冷卻。圖5圖解說明此類型的實施例，其中 该冷束迴路以元件符號61來標示。其可為一專用迴路也可 ❹為機器具有的相同迴路，例如為可保存和供應冷飲料和/或 食品於低溫的自動販賣機的情況下。在圖5的示意圖中， 元件符號63整體地標示一内部裝設有液壓元件的區塊，顯 示於圖3中但未顯示於圖5的簡圖中。元件符號65標示了 一冷凍線圈，亦即一熱交換器，迴路61的冷卻劑在該熱交 換器中流動。此種情況，該匣13被插設於機器的底座或外 殼11内，且由於熱交換器65,其可保持溫度低於周圍溫度。 為了更好的冷卻，該熱交換器可單獨設置在底座或外殼u 的一面或較佳地係設在兩個或更多面上。 13 201018434 以合適尺寸的帕爾帖單體51和/或冷來迴路 用在容器V内不含冷聚積材料的匣13。十土 ^ ^ 或者，此材料只可 作為熱飛輪系統，同時該帕爾帖單體51 4 , ^ a 矛/或熱交換器65 可從在匣13中流動且通過匣13的内部办 4益内的凝膠或其 他冷聚積材料的咖啡所釋放的熱量。 ' 在-些實施例中，特別是為自動裝置的情況下該民 13可被穩固地插設入機器的外殼或基座n η，而不是可拆 卸式的以被插設入冷凍器中。 可理解為’該些附圖只顯示了作為本發明的實際配置 的一個實施例，其在形式和配置是可改變的，而不會脫離 本發明的實質範圍。附屬中請專利範圍中的元件符號是為 了更容易地閱讀根據說明書和附圖的申請專利範圍且不 會限制申請專利範圍所保護的範圍。 【圖式簡單說明】 圖1所示係根據本發明的具有冷凍匠的家用機器的立 體圖； 圖2所不為一實施例的冷凍匣的立體圖； 圖3所示為該機器的液壓迴路的示意圖； 、圖3Α所不為圖3的示意圖的細節，其具有在不同位置 、用於將注入單元連接到配送噴嘴和冷;東ϋ的切換閥； 圖4所不為具有活性冷凍裝置的匣的立體圖，·及 圖5所示為用於活性或混合類型的冷凍匣的冷凍外殼。 14 201018434 【主要元件符號說明】 I 機器 3 停放表面 5 配送喷嘴 7 一般的使用者介面 9 主體 II 前開口 /底座或外殼

13 冷;東E

13A 主體 13B 手柄 15 ·~~JTW 17 出口管道 19 流量計 21 泵 23 燒水器 25 出口 27 注入單元 29 管道 31 切換閥 3 1 A 出口開口 3 1B 出口開口 3 1C 出口開口 3 1 D 出口開口 33 輔助迴路 15 201018434 36 控制單元 37 管道 41 線圈/流動管道 41A 接頭 41B 接頭/出口管道 45 壓縮器 47 回流閥 51 帕爾帖單體 53 散熱片 55 插頭 57 直流電源 61 冷凍迴路 63 區塊 65 冷凍線圈/熱交換器

16

Claims (1)

1. 201018434 七、申請專利範圍： 1.種咖啡機，其包括一燒水器，一泉和一用於製造咖 啡的注入單元，其特徵在於：具有一辅助迴路，其係可被 連接至3玄注入單元的出口，用於製造冷+啡。 2·如申請專利範圍第丨項所述的咖啡機，其特徵在於： 具有一冷;東匣’其可與該注入單元相結合。

   如申請專利範圍第2項所述的咖啡機，其特徵在於： :述辅助迴路包括一切換閥，其將前述注入單元的開口可 選擇式地與—配送咖啡的喷嘴連接或與前述冷凍匣連接。 .如申μ專利範圍第2項所述的咖啡機，其特徵在於： 其包括-冷凍裝置’用於從前述冷凍匣吸取熱量。 兑·如巾δ.專利範圍第3項所述的咖啡機，其特徵在於： ，、匕*-冷来裝置，用於從前述冷隸吸取熱量。 前述請專利範圍第4項所述的咖啡機，其特徵在於： 7凍裝置包括至少一個帕爾帖單體。 前述7冷St範圍第5項所述的㈣機，其特徵在於: 東裝置包括至少一個帕爾帖單體。 其包Π?利範圍第4項所述的㈣機，其特徵在於: 接至所述二二及在於:前述冷來裝置包括至少-個連 9. 如:丄早…冷束劑迴路的熱交換器。 申明專利範圍第5項所述 包：：冷來單元，及在於:前、…非機，其特徵在於： ”東早几的-冷;東劑迴路的哉 個連接 10. 如申請專利範圍第2 *、、、乂換器。 項中任一項所述的咖啡 17 201018434 機，其特徵在於：前述匣是可拆卸的。 π.如申請專利範圍第2至9項中任一項所述的咖啡 機，其特徵在於：在前述冷凍匣内設置一用於咖啡流的管 道’其較佳為線圈形的。 12.如申請專利範圍第u項所述的咖啡機其特徵在 於：前述用於咖啡流的管道包括一熱咖啡的入口，其可連 接於連接到該注入單元的一接頭，和一用於冷咖啡的出口。 13 _如申請專利範圍第12項所述的咖啡機，其特徵在 於·前述出口可連接於機器的配送喷嘴。 14·如申請專利範圍第12項所述

   • 义、、 * ,〜π 六竹1双4 、/ m 口和/或料出口可藉由所述變換閥連接至前左 注入單元和/或前述配送喷嘴。 •如申請專利範圍第13項所述的咖啡機其特徵 述人π和/或前述出口可藉由所述變換閥連接至前 單元和/或前述配送喷嘴。

   於.：·如申請專利範圍第"項所述的咖啡機，其特徵 、·…於咖坤流的管道與-冷聚積材料熱接觸。 機，1二ΤΓ第1至9項中任-項所述的咖 、’政在於.其包括一壓縮氣體 輛助迴路，以將壓㈣體注人到辅助迴路内':7連接至則 二申請專利範圍…所述的咖啡 .刖迷麗縮氣體源包括—空氣壓縮機。 特代 19·-種用於由熱咖啡流製造冷咖啡的冷凍昆，^ …咖啡入口和一冷咖啡出口， ^ 、寻、灰由—與一除熱系 18 201018434 熱接觸的咖啡流管道而彼此相連。 〜.20.如申請專利範圍第19項所述的冷凍厘 /、包括一到咖啡機器的一迴路的聯結器。 .=如申請專利範圍第19項所述的冷凍匿 於.前述管道為線圈形的。 .=·如申請專利範圍第2〇項所述的冷凍昆 於·前述管道為線圈形的。 其特徵在 其特徵在 其特徵在

   申請專利範圍第19至22項中任—項所述的冷康 〃寺徵在於··前述咖啡流管道與大量的包含在前述匠 内的冷聚積材料熱接觸。 £ /4·如申請專利範圍第19 122項中任一項所述的冷康 其特徵在於：包括一用於從流經過所述g的咖嗓 除熱量的主動的系統。 於.^，如申請專利範圍第24項所述的冷凍E，其特徵在 、包括至少一個帕爾帖單體和一用於電源供應的連接。 26.-種用於製造冷咖。非的方法，其包括如下步驟： -藉由將熱水通過一注入單元來製造熱咖啡； 一使前述熱咖啡通過一冷凍匣。 八、圖式： (如次頁） 19