TW202344211A - 磁力驅動的飲料調製及清潔系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種咖啡調製系統，其包含一調製容器，該調製容器經調適以接收水及磨碎咖啡以產生且儲存一調製飲料且提供給一清潔系統。該調製容器包含該調製容器之下部分中之一過濾器及一磁性攪拌器。該磁性攪拌器產生一水渦流來調製該咖啡。允許用過之咖啡渣沉降於該過濾器上以產生一床用過之咖啡渣且該咖啡接著透過該床用過之咖啡渣及該過濾器兩者過濾且收集於一咖啡儲存容器中。一清潔系統用於在一調製循環之後移除該系統中之難看咖啡污漬及油膜。

Description

磁力驅動的飲料調製及清潔系統
本發明大體上係關於用於調製一飲料之系統及方法。更特定言之，本發明係關於用於依一快速且方便方式調製高品質熱咖啡及冷萃咖啡及用於對其提供一清潔機構之系統及方法。
咖啡係每天被大量消費者消費之一非常受歡迎飲料。通常，消費者依賴咖啡店、餐館及其他場所，其大量製作調製咖啡供消費者消費。在製作大量咖啡時，使用典型咖啡調製機，其使熱水通過一床靜態咖啡渣以產生收集於一咖啡容器中之一咖啡飲料。此指稱一濾泡式咖啡機。靜態咖啡渣床(該等渣藉由磨碎烘焙咖啡豆來產生)通常容納於固持於一漏斗內之一次性紙濾器內。
濾泡式咖啡調製器可依各種不同構形及大小在住宅或商業環境中用於製作調製咖啡。此等咖啡調製器通常包含一儲水器，來自儲水器之一受控水量經加熱且接著藉由滴落或噴灑至容納於一下層向上打開過濾杯中之咖啡渣上來向下施配。熱水與咖啡渣混合以產生所要調製咖啡飲料，其透過一過濾元件自過濾杯排流至諸如一玻璃瓶或傾析器之一下層咖啡壺中。在一種常見形式中，調製器包含一可再填充儲水器，來自可再填充儲水器之水被輸送通過一加熱元件以滴流施配至過濾杯中。替代地，調製器可直接耦合至自來水供應或其類似者。
儘管上述類型之濾泡式咖啡調製器已廣泛使用多年，但調製咖啡之味道及其他特性係不一致的且在諸多情況中，可具有邊緣或不可接受品質。此等問題被認為源於熱水與容納於過濾杯中之咖啡渣相互混合不充分及/或不一致以導致調製咖啡展現不一致味道及本體特質，通常包含不可接受苦味屬性。就此而言，將熱水向下施配至下層過濾杯中之最初乾咖啡渣上可產生通過咖啡渣之沖蝕式通道，其中此等通道可容許很大一部分水量通過咖啡渣且自過濾杯滴落而不顯著潤濕咖啡渣或否則與咖啡渣充分相互混合。儘管有時可藉由仔細使咖啡渣實質上均勻地預先分佈於過濾杯內來緩解此通道問題，但很少重點關注咖啡調製程序之此態樣。
已提供各種改進咖啡調製器及相關調製方法來嘗試藉由在熱水與一過濾杯內之咖啡渣之間提高改良相互混合來克服此等問題及缺點。一般而言，此等概念利用機械攪拌裝置來改良熱水與咖啡渣之間的徹底接觸。儘管此等概念可提供具有增強及/或更一致味道特性之調製咖啡，但其固有地併入增加咖啡調製器之總體複雜性及成本之移動部件，且易發生偶爾故障以需要定期維修或更換。
因此，需要不斷進一步改良咖啡調製器及相關咖啡調製程序來達成熱水與咖啡渣之間的顯著改良相互混合以提供一致高品質及改良味道及其他所要屬性之調製咖啡。本發明滿足此等需要且提供進一步相關優點。
一床靜態咖啡渣存在負面影響用已知調製機根據傳統調製方法製作之咖啡之諸多問題。當熱水通過一床靜態咖啡渣時，難以使熱水之溫度維持均勻。在咖啡渣頂部引入之熱水比通過咖啡渣之底部之水及溶解咖啡更熱。即，隨著滴落至靜態床頂部上之熱水下降通過渣床時，其失去熱量，且水在其到達靜態咖啡渣床之底部區域時實質上溫度降低。通過靜態咖啡渣床之水溫之溫降產生一溫度梯度，其會負面影響所產生之調製咖啡之品質。除此之外，傳統濾泡咖啡會變苦變酸。
另外，水通道由水通過靜態咖啡渣床產生。水通道引起水通過咖啡渣靜態床之實質上相同部分。另外，使相同咖啡渣暴露於通道中引起水自咖啡渣提取更多異味化學物且產生非所要咖啡。此外，不在通道中之剩餘咖啡渣中所含之所要味道成分之一部分未被充分提取，其導致實際上浪費咖啡豆及味道。
另外，用過之咖啡渣僅可用於產生一定量之咖啡，直至所產生之咖啡變得味道不好。當咖啡調製循環完成時，此等濾盤/漏斗內之用過咖啡渣及濕透過濾器需要被實體移除。沉重濾盤需要由一工作人員不斷提升、萃取、清潔及重新填充新過濾器及咖啡渣。具有過濾器之此等濾盤一般定位於典型咖啡調製器之頂部附近以允許重力使水通過咖啡渣且使咖啡店之工作人員能夠在一方便高度施配咖啡。然而，必須不斷向上到達此等調製機之頂部來提升、移除及重新填充濾盤及過濾器對工作人員而言可能存在工作安全問題。
為解決與水流動通過一床靜態磨碎咖啡相關聯之缺陷，Mazzola之專利申請案(美國專利第2005/0008744號)揭示一種濾泡式咖啡機，其在將熱水引入至咖啡渣時使用一旋轉槳來攪拌咖啡渣。然而，早期藉由水流動通過咖啡渣及接著過濾器來產生之咖啡之味道將比後期藉由水流動通過咖啡渣來產生之咖啡更濃。
在King之專利(美國專利第5,349,897號)中，揭示一種用於製作一單杯咖啡之咖啡機，其中存在一上調製容器及一下咖啡接收容器。一網狀過濾器位於上調製容器與下咖啡接收容器之間。將磨碎咖啡加入至上調製容器中且藉由一活塞將一氣流上推至調製容器中，活塞在調製期間使咖啡渣與上腔室中之水混合。在調製單杯咖啡之後，活塞反轉方向且活塞吸取上腔室中之咖啡通過過濾器至下咖啡接收容器中，接著在下咖啡接收容器中施配咖啡。
在Fishbein之專利申請案(美國專利第2010/0203209號)中，咖啡機具有一調製容器，其在調製容器中具有一旋轉葉片或磁力耦合攪拌器用於混合水及咖啡渣。接著泵送調製容器之全部內含物通過過濾器，過濾器使用過之咖啡渣與咖啡分離且接著將咖啡儲存於一咖啡容器中。
在Mathieu之專利(美國專利第3,171,344號)中，揭示一種用作具有自動清潔之一咖啡自動販賣機之咖啡機。咖啡渣及水在一調製容器B中混合。接著將調製容器之全部內含物沈積至包含一錐形過濾器之一濾室F中。一快速旋轉攪拌器58攪拌流體化漿液。咖啡藉由過濾器F與流體化漿液分離且收集於一容器中。接著將水噴灑至濾室F中以清洗過濾器及調製容器，且接著使用過之咖啡渣自調製容器之底部排出至下水道系統或一收集室中。
冷萃咖啡不使用處於通常用於製作熱咖啡之一溫度之水來調製咖啡。相反地，磨碎咖啡與溫度低得多、接近室溫之水混合。磨碎咖啡及水混合物保持在一起，通常達12小時至24小時。接著使冷萃咖啡自用過之咖啡渣過濾且藉由放入冰箱或加入冰塊來激冷。歸因於長調製週期，一零售店必須儲存大量冷萃咖啡來滿足客戶需要。因此，零售商通常使用濃縮冷萃咖啡且使其與冷水及冰混合。濃縮物並不新鮮且通常含有化學防腐劑。
在Yu之專利申請案2016/0270587中，揭示一種冷萃咖啡製作機，其中磨碎咖啡及水由一旋轉葉片混合以在調製容器中產生紊流。Yu進一步揭示藉由一單獨過濾器移除用過之咖啡渣。
Cuisinart冷萃咖啡機(參閱www.cuisinart.com)在由一過濾材料製成之一旋轉杯中旋轉咖啡渣及水以在一家用單元中製作冷萃咖啡。單獨杯之旋轉引起磨碎咖啡豆藉由離心力來沖向杯邊。取決於所要冷萃咖啡之濃度，製作冷萃咖啡之周期時間在約30分鐘至約45分鐘之間。
在工業情形中，重要的是確保用於調製咖啡之咖啡調製室係乾淨的且在一透明咖啡調製室之情況中，確保其看起來很乾淨，沒有咖啡油污累積於咖啡調製室之側上。
當咖啡在咖啡調製室中調製時，不易進入咖啡調製室之內部以移除累積咖啡油。通常，當咖啡不再調製時，必須移除咖啡堆積物以在咖啡調製室內部周圍留下難看咖啡油環。
即使在龍捲活動期間，環亦藉由在咖啡調製室中調製之熱咖啡蒸發來形成。此可引起一環形成於咖啡調製室之內側上。
一旦咖啡調製程序完成，則必須打開咖啡製作機以進入咖啡調製室之內部來清潔咖啡調製室之內側之油環。此很耗時且亦因為油環會在咖啡自咖啡調製室移除時變乾，所以需要刮擦油環以將其移除，很可能涉及將肥皂施加於刮擦構件(諸如一海綿)上來移除油環，僅在乾環上噴灑熱水未必能自咖啡調製室之內側移除乾環。
在其中將咖啡磨碎且沈積至由玻璃或塑膠製成之一調製室中之系統中，由於靜電，磨碎咖啡在進入容納於咖啡調製室之底部中之水之前附著至調製室之內側壁。此將防止咖啡渣與水混合以浪費咖啡渣且防止咖啡均勻調製，因為到達用於調製之水之咖啡量不均勻。另外，在一透明調製室之情況中，側壁上存在磨碎咖啡豆係很難看的。此外，咖啡渣附著至咖啡調製室之內側壁將干擾咖啡機之後續操作，干擾咖啡機清潔，且可能變成一污染源。
以下概述本發明之各種實施例。本說明書使用以下定義術語：「咖啡豆」係烘焙咖啡豆；「咖啡渣」係藉由本發明之咖啡磨碎機或藉由一單獨咖啡磨碎機磨碎之烘焙咖啡豆；「流體化漿液」係調製期間咖啡渣及水之混合物(冷或熱)；「用過之咖啡渣」係在調製期間及調製之後位於流體化漿液中之渣；「咖啡」係在流體化漿液過濾之後獲得之流體。咖啡可或可不含有沈澱物；且「沈澱物」係通過過濾器之用過之咖啡渣之顆粒。
在本發明之較佳實施例中，一調製容器接收水及咖啡渣以產生一調製飲料。調製容器之壁之一部分由一透明材料(諸如耐熱玻璃)製成，使得咖啡之調製操作可見。調製容器包含一可再用過濾器，較佳呈錐形，安置於用於自咖啡渣及水之混合物(流體化漿液)過濾咖啡之調製容器之一下部分中。調製容器之下部分中之一磁性攪拌器(耦合至磁性攪拌器下方之一馬達)產生一水渦流來混合磨碎咖啡及水且大約在相同時間防止用過之咖啡渣之小顆粒堵塞過濾器之孔。
一旦磁性攪拌器停止，則流體化漿液中之用過之咖啡渣沉降至調製容器之一下部分以覆蓋過濾器及一底部蝶閥之至少一部分(若非全部)。在用過之咖啡渣實質上沉降之後，咖啡自調製容器萃取且儲存於諸如一保溫瓶之一單獨咖啡容器中。
調製容器連接至調製容器之一底部部分處之一渣出口滑槽，渣出口滑槽經調適以在咖啡自調製容器萃取之後移除用過之咖啡渣。具有關閉及打開位置之一蝶閥覆蓋一出口滑槽以允許用過之咖啡渣進入出口滑槽且接著到達一排放口或一用過之咖啡渣收集器。蝶閥由一馬達控制。
調製容器中之水透過調製容器之玻璃壁且亦在磨碎咖啡引入至調製容器中之水中時損耗大量熱。為補充損耗熱，底座包含用於補充熱損耗之一水循環熱交換系統。
本發明亦可用於製作冷萃咖啡。通常，在製作冷萃咖啡時，水之溫度低於用於熱咖啡之水之溫度。
亦揭示其中可製作熱咖啡及冷萃咖啡兩者之本發明之一家用版本。在較佳實施例中，家用版本將不具有一自動清潔系統，但將具有用於清潔之可移除組件。除此之外，家用版本之操作將基本上相同於工業版本。
油及咖啡固體在咖啡溶液中混合。咖啡中之水隨著其在空氣/液體界面處渦旋而蒸發以形成更黏著至玻璃之一更黏油/咖啡混合物。藉由週期性升高及降低龍捲速度(且隨後升高及降低龍捲之外邊際)，咖啡保持濕潤且接著限制蒸發，其因此最大程度減少咖啡固體/油粘附至玻璃。
在攪拌磁性構件啟動之後，咖啡調製室中之水在咖啡調製室之底部處由攪拌磁性構件攪動。攪拌器磁性耦合至具有基本上平行於磁性攪拌器之一磁性元件之一馬達，使得馬達之旋轉引起平行磁性構件旋轉，其繼而引起磁性咖啡攪拌構件旋轉。
咖啡攪拌構件依此一速度在調製咖啡中產生一龍捲效應。由於旋轉水產生離心力，所以與咖啡調製室之側壁接觸調製之咖啡將上升至高於在咖啡調製室之中間調製之咖啡之靜止液位。當攪拌器關閉時，所調製之咖啡之液位將降低且將在不採取任何措施時在咖啡調製構件之內壁上形成一咖啡油環。
本文中之攪拌構件可使用不同方法或模式在調製與清潔循環之間(或在重複調製循環之間或在重複清潔循環之間)開始及停止。例如，攪拌可完全開始及停止。或攪拌可減慢，而非攪拌完全停止。或攪拌可基於一調變方案或模式(包含脈寬調變及其類似者)減慢或加速。
在清潔模式中，啟動攪拌磁性構件將引起所調製之咖啡之液位再次上升以清潔可能形成之油環。磁性攪拌構件之速度足以使將水位升高(例如)約1/2英寸至約1英寸。水位升高之高度由攪拌磁體之速度及咖啡調製室之直徑判定。
咖啡調製室之內部之清潔可藉由自接近咖啡調製室之上部分之一水頭噴水來輔助以在包含接近咖啡環之一區域之內部咖啡調製室之部分上噴水。
包含咖啡或清潔溶液之渦流之上下動作由磁性攪拌器之速度增大及減小及/或在咖啡調製室之內側壁上噴水引起。此力求使與調製咖啡接觸之咖啡調製室之內側表面保持清潔。在調製循環期間，自安裝於調製室之頂部內之噴嘴週期性噴出熱水且此移除玻璃之霧氣及粘附至玻璃之任何殘留油及精細咖啡產品。
當判定用於調製之水及咖啡時，考量來自此「噴流」之額外水。「噴流」可徑向進行，使得無需泵來提高噴水之壓力。其可依適當速度完全覆蓋玻璃內側以產生一層水來清潔玻璃。若此噴流直接向下進行，則可能需要一泵。
在本發明之一實施例中，一中空管狀構件具有至藉由一風扇吹入至中空管狀構件之頂部開口中之一空氣源之一通道及接近中空管狀構件之頂部開口用於接收在一習知咖啡磨碎機中磨碎之磨碎咖啡之一單獨向上傾斜之側通道。磨碎咖啡流動通過中空管狀構件且自中空管狀構件之底部開口直接流出至調製室中。由風扇吹出之空氣增大中空管狀構件中之磨碎咖啡向下進入調製室中之水中之速度且最小化磨碎咖啡附著至調製室之側壁。氣流亦最小化磨碎咖啡粘附至中空管狀構件之內側壁，最小化中空管狀構件之堵塞，且最小化先前磨碎渣在中空管狀構件中之潛在累積。
以上概述已相當廣泛地概述本發明之一些特徵及技術優點以可較佳理解以下詳細描述。下文將描述本發明之額外特徵及優點。熟習技術者應瞭解，本發明可輕易用作修改或設計用於實施本發明之相同目的之其他結構之一基礎。熟習技術者亦應認識到，此等等效建構不應背離隨附申請專利範圍中所闡述之本發明之教示。將自結合附圖考量之以下描述較佳理解關於其組件之組織及操作方法以及進一步目的及優點之新穎特徵(其被認為本發明之特性)。然而，應明確理解，各圖僅供繪示及描述且不意欲為本發明之限制之一界定。 本發明之目的
本發明之一目的係製作更順滑咖啡。
本發明之另一目的係更有效提取磨碎咖啡之味道。
本發明之又一目的係製作更一致調製咖啡。
本發明之又一目的係更高效使用咖啡渣。
本發明之另一目的係以較短時間製作冷萃咖啡。
本發明之另一目的係提供一種可製作熱咖啡及冷萃咖啡兩者之咖啡機。
本發明之一目的係防止油環形成。
本發明之另一目的係防止咖啡環必須藉由手動清潔來實體移除。
本發明之又一目的係提供一透明咖啡調製室之一更漂亮外觀。
本發明之一目的係提供一種具有一較佳外觀之系統。
本發明之一目的係提供一種用於減少磨碎咖啡浪費之系統。
本發明之另一目的係提供一種製作更均勻嚐味咖啡之系統。
本發明之又一目的係提供一種更易於清潔之系統。
將自以下說明及附圖明白本發明之此等及其他目的。
下文結合附圖所闡述之詳細描述意欲為各種構形之一描述且不意欲表示其中可實踐本文中所描述之概念之唯一構形。詳細描述包含用於提供各種概念之一透徹理解之具體細節。然而，熟習技術者應明白，此等概念可在無此等具體細節之情況下實踐。在一些例項中，熟知結構及組件以方塊圖形式展示以免使此等概念不清楚。如本文中所描述，術語「及/或」之使用意欲表示一「包含性或」，且術語「或」之使用意欲表示一「排斥性或」。
如圖1中所展示，飲料調製系統100大體上包括一調製容器102、調製容器102之頂部上之一蓋104及安置於蓋104上之一磨豆機總成106。磨豆機總成106具有一磨碎機總成外殼107。另外，調製容器102之下部分安置於一底座108上及底座108內。在較佳實施例中，底座由不鏽鋼製成。一出口滑槽110耦合至且流體連通至調製容器102之一第二端，與底座108下方之第一端對置。耦合至底座108之一外殼112經調適以收容飲料調製系統之元件。底座108亦具有自底座108延伸之一導管座113 (圖3中展示)且接收自導管座113延伸至蓋部分104之一導管114。導管114經調適以支撐蓋104及磨豆機總成106，且提供一通道來收容流體及/或水及電線以允許使用管道、電佈線及其類似者將流體及/或水及電供應至飲料調製系統100之不同部分。進水口800 (圖2中展示)連接至調製容器102之內部。
底座108上方之調製容器102之壁之一部分可由玻璃或其他透明材料製成以提供渦流產生調製程序之一視圖。然而，調製容器102可由完全不透明材料製成。調製容器102能夠處置高達且包含約500華氏度之溫度。調製容器102具有安置於調製容器102之壁之透明部分之一外部上之一輔助透明層。輔助透明層用於溫度隔離以幫助維持調製飲料之一所要溫度且在洩漏容器102洩漏時圍阻洩漏。輔助透明層係一外部有機玻璃管、乙烯基包裝、聚碳酸酯包裝或其類似者。熟習技術者應瞭解，調製容器未必需要透明，而是可不透明或完全不透明。
圖12中單獨展示之過濾器128可包含上及下過濾密封件237及239及過濾材料236。過濾材料236由網狀或編織耐綸製成，但可由其他網狀或編織耐熱材料製成，諸如聚合物網狀過濾器、聚酯濾膜、適當建構之金屬、耐綸或具有促進過濾之適當比例之孔之任何事物。在較佳實施例中，使用孔徑在約35微米至約40微米之範圍內之過濾器。過濾器128呈錐形且在兩端敞開且約4英寸高及9英寸之一上直徑及5英寸之一下直徑。亦可使用其他形狀及尺寸。
如圖12及圖13中所展示，一錐形過濾器支撐環700支撐過濾器128。錐形過濾器支撐環700裝配於底座108內且靜置於壁架702上。錐形過濾器支撐環700之內壁704與過濾器128間隔以留下一窄開口用於將經過濾咖啡傳遞至一咖啡累積儲集器164。錐形過濾器支撐環700之外部部分712產生環形熱交換器508之一壁，且內部漸縮部分704形成環形熱交換器508之另一壁。隔板513控制環形熱交換器508內之水流。
如圖2及圖3中所展示，調製容器102亦包含安置於調製容器102之一下部分中之一磁性攪拌器158。磁性攪拌器158依足以在不同負載下混合咖啡渣及水之一速度旋轉。攪拌器之速度較佳地足夠快以形成一流體/水渦流。磁性攪拌器係一磁體且可用塑膠或其他惰性材料覆蓋以防止在調製期間與水接觸腐蝕。
磁性攪拌器158裝配於調製容器102之底部中之一實質上非磁性盤157內。盤157用於限制磁性攪拌器158離開其與馬達162磁耦合之位置之能力。另外，如圖8中所展示，在調製期間，盤157之唇緣159導引流體化漿液在實質上平行或切向於過濾器128之表面之一大體向上方向上流動。磁性攪拌器158能夠在一選定時間量內且在基於期望產生之飲料之時段內依不同速度攪拌水及磨碎咖啡。在咖啡調製循環之後，磁性攪拌器158用於攪動水及清潔溶液以沖洗及清潔飲料調製系統100，如下文將討論。
磁性攪拌器158磁性連接至定位於調製容器外部之一機電驅動系統(例如馬達162及傳動系160)以避免複雜密封機構及/或需要自調製容器102之內部至外部密封轉軸。應瞭解，馬達162亦可直接驅動磁性攪拌器158，無需一介入傳動系。如圖中所繪示，旋轉平台及磁性攪拌器158旋轉地定位於底座108之一實質上中心定位位置中。
儘管上文描述一磁性攪拌器，但亦可使用一馬達驅動之葉片系統來替代其。此一葉片系統將需要一防水外殼用於葉片、轉軸及軸承及/或需要密封件用於防止調製容器102洩漏。應認識到，與熱水持續接觸之任何密封件或金屬部件會經受劣化及洩漏。一磁性攪拌器158之使用避免此洩漏。
環繞磁性攪拌器158且在過濾器128外部之一區域界定飲料/咖啡累積儲集器164，其中累積調製飲料用於由撓性咖啡移除管線129透過咖啡出口開口180及咖啡出口管線182萃取。
如圖4及圖10至圖12中所展示，底座108具有一環繞環形熱交換器508以使熱水循環進出環形熱交換器508以在調製期間將調製容器102及流體化漿液加熱至所要溫度。若水太熱，則較冷水自製冷單元202傳遞進入環形熱交換器508。熱水(通常約195°F，來自由一熱水器502加熱之一水源500)由泵504泵送，由閥512控制，進入入口506，圍繞環形熱交換器508，且離開出口510而返回至熱水器502。隔板513控制水流之方向。泵504、閥512及熱水器502之溫度及相關聯閥全部由控制器514控制。
如圖5中所展示，在一替代實施例中，一溫度控制管204圍繞調製容器102之下部分盤繞以幫助維持水之溫度，代替上述環形熱交換器508。熱水或冷卻水將在一端211進入盤管204且離開盤管204之另一端213。一控制器215控制來自水源217之水流、泵219、加熱器221、製冷系統及相關聯閥。
替代地，底座108可由其他導熱元件(圖中未展示)外加或替代加熱流體來加熱。
若發現需要另外加熱調製容器102中之流體化漿液，則存在一輔助且獨立水循環系統用於加熱調製容器102中之水，如圖4中所展示。控制器188控制一回收管196、一熱水器502、泵200及一製冷單元202以確保調製容器102內之水處於且維持在用於調製飲料之一最佳溫度。在此實施例中，一旦液位感測器192判定已施配足夠水用於調製，則控制器514引起回收管196由馬達173及扁平齒輪175降低至調製容器102及水中。回收管196與一泵200流體連通且自調製容器102之一頂部部分週期性(或連續)抽水，其中水可為比調製容器102之下部分處之水更冷之一溫度，且使該抽水循環至加熱器198。系統藉由調製容器102中之感測器T 193連續監測水溫，直至水達到所要溫度。
替代地，一泵200可將水泵送至一製冷單元202以在調製容器102中之水太熱時進一步調節水之溫度。流體可自加熱器198或製冷單元202泵送至調製容器之頂部中之至少一個噴嘴186以容許水重新進入調製容器102。一溫度感測器206可用於判定調製容器102內之流體何時處於最佳/所要溫度。當容器內之流體達到所要/選定溫度時，控制器188使回收管196自調製容器102中之水縮回，且接著可將咖啡渣添加至調製容器102。
上述水循環系統僅在將咖啡渣添加至調製容器102之前使用。回收管196在將咖啡渣添加至調製容器102之前萃取防止流體化漿液中之咖啡渣與回收管196之內部接觸以避免必須清潔水循環系統組件。
參考圖2、圖3及圖15，出口滑槽110在其上端處具有一蝶閥總成134。蝶閥136經調適以在一關閉位置135與一打開位置137之間致動，圖3中以虛線展示。蝶閥136由馬達總成111控制。當在關閉位置135中時，防止用過之咖啡渣進入出口滑槽110。當在打開位置137中時，容許用過之咖啡渣G進入出口滑槽110至排放口D，如圖15中所詳細展示。
蝶閥總成134包含一蝶閥136、一蝶閥支撐件140、144。一濾網139定位於蝶閥136上方，可接近一進水口141，進水口141繼而連接至一空氣或水源143。蝶閥136安置於蝶閥座138內且可相對於閥座138致動樞轉。蝶閥136及蝶閥座138收容於蝶閥總成外殼部分140、142之間。
如圖16中所展示，磨豆機總成106包含一豆料斗168，其經調適以儲存及製備豆(或其他成分)(例如咖啡豆)用於磨碎以產生引入至且用於飲料調製系統100中以調製一飲料之渣。豆料斗168耦合至一磨碎外殼170以允許咖啡豆掉落至磨碎外殼170中，其中咖啡豆可被磨碎成飲料(例如咖啡)渣，諸如藉由磨盤式磨碎機。亦可使用任何其他類型之磨碎機。一豆加料器171可用於在豆料斗168內產生移動以促使咖啡豆被推入至磨碎外殼170中。一磨碎馬達172耦合至磨碎外殼170以驅動磨碎機將咖啡豆磨碎成咖啡渣。磨豆機總成106具有一渣坡道174，其經調適以移動至一位置以導引自磨碎外殼掉落之咖啡渣通過形成於蓋部分104中之一孔隙176而進入由調製容器102中之磁性攪拌器158產生之水渦流之一適當部分以調製飲料/咖啡。磨碎機總成106具有一小齒輪178及齒條180以在其中允許咖啡渣透過孔隙176進入調製容器102之一打開位置與其中密封調製容器102及孔隙176之一關閉位置之間致動磨豆機總成106。
在一替代實施例中，豆料斗168可具有圍繞豆料斗168之一底部部分安置之冷卻盤管182。冷卻盤管182可經調適以使儲存於豆料斗168中之咖啡豆在磨碎之前保持冷卻以產生一較高品質調製飲料。冷卻盤管182可藉由安置於磨碎機總成外殼107內或接近磨碎機總成外殼107之一製冷單元184來保持冷卻。舉例說明，一冷風機186可安置於磨碎機總成外殼107內或附近。冷風機186可經調適以在咖啡豆進入磨碎外殼170時將冷風吹至咖啡豆上，其中一部分冷風與磨碎機接觸以使磨碎機維持在一低溫。製冷單元184及冷風機可由一控制器188控制。
現將描述本發明之咖啡飲料調製系統之整個循環。調製容器102填充有來自噴嘴190之水以將用於調製一調製飲料之所要水量自動供給至調製容器102中。在較佳實施例中，調製容器具有5加侖之一容量且填充有約3加侖之水用於調製，但應瞭解，根據本發明之系統可依更小或更大規模實施。
噴嘴190供給來自連接至一水源191之水導管192之水。水源191可為能夠將水供給至調製系統100中之各種水源之任何者，諸如一水箱、儲水器、過濾施配器或其類似者。水導管192可為能夠將水自水源191輸送至至少一個噴嘴190之各種類型之管道、管路或其類似者之任何者。噴嘴190將水供給至調製容器102中直至達到一所要容量，如由一液位感測器194所判定。液位感測器194可為能夠偵測一容器內之一流體量或流體液位之各種感測器之任何者，諸如流量感測器、電容感測器、光學感測器、應變計或其類似者。同時，熱水經泵送通過環形熱交換器508以加熱調製容器102。在將磨碎咖啡G加入至調製容器102中之前，僅水在調製容器102中。水通過過濾器128而進入累積儲集器164以填滿累積儲集器，直至咖啡萃取。歸因於水之靜壓水頭以及歸因於來自迫使流體化漿液抵靠過濾器之壓力，一些咖啡可在調製期間通過過濾器128。
若已使用輔助水回收管系統，則在達到選定水溫之後，控制器188引起回收管196自水抽出。如上文所描述，僅在環形熱交換器508不足以使調製容器102中之水達到選定溫度時才使用回收管196。
控制器188接著起動馬達162以驅動磁性攪拌器158在調製容器102中形成一熱水渦流。一旦形成水渦流，則磨豆機總成106磨碎豆以自儲存咖啡豆產生咖啡渣，如上文所描述。使用渣坡道174將咖啡渣G自磨豆機總成106供給至調製容器102中之水渦流中以確保適當放置於渦流之一旋流邊緣處。一旦一預定量之咖啡渣落入至水渦流中，控制器188將磨豆機總成106致動至一關閉位置中以密封孔隙176以防止額外咖啡渣進入調製容器102。
參考圖8，展示調製期間流體化漿液之流動。流體化漿液藉由磁性攪拌器158旋轉來向外(箭頭)導引且藉由盤157之唇緣159在一大體向上方向上導引向過濾器128。流體化漿液之流動大體上平行或切向於過濾器128之表面且接著在一向上方向上繼續，直至其被導引向流體化漿液之頂部且接著導引向由磁性攪拌器158產生之渦流之中心。流體化漿液沿過濾器128之表面通過用於自過濾器128刷掉流體化床中之任何沈澱物或小咖啡渣以防止過濾器由似淤泥之沈澱物堵塞。在一選定時段之後，停止磁性攪拌器。一典型調製時間係約8分鐘，但取決於所使用之水量、所使用之咖啡渣量及咖啡之所要濃度。一旦完成調製，則停止磁性攪拌器158且允許流體化漿液中之用過之咖啡渣沉降。此等用過之咖啡渣可被視為一組二次咖啡渣，其中原始完整咖啡渣組包括二次咖啡渣組。
在關閉磁性攪拌器158之後，允許用過之咖啡渣G沉降(例如)約2分鐘。沉降時間可變動。用過之咖啡渣沉降至調製容器之底部及過濾器及蝶閥之頂部上及隔間140中。參考圖9，展示用過之咖啡渣之一影像。用過之咖啡渣中之較大尺寸渣(L)歸因於重力而首先沉降，而最小尺寸渣最後沉降(S)。中等大小渣在其等之間沉降。用過之咖啡渣(S)之頂層基本上係具有小於過濾器128中之孔或開口之一大小之沈澱物。使用過之咖啡渣(L)之較大者首先沉降於過濾器128上防止用過之咖啡渣(S)之最小顆粒適配於過濾器128之孔內且實質上通過過濾器128以堵塞過濾器128中之開口。
自底部最大至頂部最小之各種大小之咖啡渣之此沉降結果係以一增大大小梯度沉降之一咖啡渣床，意謂渣之大小大體上自床之頂部移動至底部變大。床之頂部處之渣可具有呈淤泥形式之一精細性質。當咖啡自系統萃取時，咖啡通過以一增大大小梯度沉降之渣。
透過沉降渣萃取咖啡增加咖啡之風味。如上文所陳述，在停止渦流之後，形成一「梯度咖啡床」，其中最大渣在底部且較小渣在頂部。但並非調製咖啡內之每一顆粒將在停止渦流之後作為梯度咖啡床之部分經由重力落下。歸因於其小尺寸及輕重量，較小淤泥顆粒可能懸浮於調製咖啡內，即使在形成梯度咖啡床之後。若此等較小淤泥顆粒留在服務顧客之咖啡中，則其將減損咖啡之風味。
當透過梯度咖啡床萃取調製咖啡時，該梯度咖啡床充當可阻止一些較小淤泥顆粒留在咖啡中之一過濾器。梯度咖啡床可阻擋比亦安裝於系統中之典型耐綸網狀過濾器之孔隙更小之顆粒。減少較小淤泥顆粒有助於改良萃取咖啡之風味。
參考圖13及圖14，展示自調製容器102萃取咖啡。一咖啡移除管線129由一撓性耐熱材料製成。咖啡移除管線129之一端601附接至咖啡出口管線182，咖啡出口管線182繼而連接至環繞過濾器128之累積儲集器164。一泵602用於加速咖啡萃取。泵602與閥604配合操作。可使咖啡在沒有泵602之情況下藉由重力(如同家用版本)滴落通過過濾器128而至咖啡移除管線129，但在一商業環境中，此將花費很長時間且在商業上不可接受。咖啡移除管線129之另一端606具有連接至咖啡容器610之一快速釋放閥608，咖啡容器610亦具有一對應快速釋放閥。快速釋放閥608防止咖啡移除管線129內之熱咖啡在未連接至咖啡容器610時排放。在實質上所有咖啡自調製容器102萃取之後，咖啡移除管線129與咖啡容器610斷接且咖啡移除管線129之端606透過排放口Y形連接611連接至排放口。排放口Y形連接611之輸入亦具有一快速釋放閥609。在調製系統之清潔期間，亦清潔咖啡移除管線129且清潔流體通過咖啡移除管線129而至排放口Y形連接611。
圖6繪示根據本發明之飲料調製系統之清潔。在自調製容器102萃取實質上所有調製飲料之後，水透過噴嘴800自調製容器之頂部噴灑以洗掉任何殘留咖啡渣G。此外，可將肥皂/清潔溶液泵送至填充調製容器102之水中。控制器開啟磁性攪拌器158以產生清潔水之移動來輔助清潔飲料調製系統100。同時，蝶閥136在處於其關閉位置中時使一股空氣或水透過開口121施加至蝶閥136之上部分上之濾網139以逐出留在蝶閥136之頂部上之用過之咖啡渣之任何累積。接著打開蝶閥136以使水、清潔溶液及用過之咖啡渣洗刷至出口滑槽110及排放口D。同時清潔蝶閥136。接著關閉蝶閥136。接著引發清潔水之一沖洗循環以將熱水施配至調製容器中以自調製容器102內部沖洗剩餘肥皂/清潔溶液。接著再次打開蝶閥136以將內含物排放至排放口D。
圖7繪示在底部渣室133中具有一第一蝶閥總成134及第二蝶閥總成148之一替代出口滑槽116。如上文所描述，第一蝶閥總成134在一打開位置之間致動以允許用過之咖啡渣自調製容器102中之飲料調製傳遞至底部渣室133中。第二蝶閥總成148安置成相鄰於出口滑槽132之一第二端，且在調製循環結束時保持關閉，使得渣下降至底部渣室133中、至關閉第二蝶閥總成148上。第二蝶閥總成具有一細網。相同於第一蝶閥136。
在咖啡被萃取且用過之咖啡渣沉降之後，一股實質上快速水或空氣鬆釋第一蝶閥136上方之用過之咖啡渣且接著打開第一蝶閥136以允許逐出咖啡渣落入至底部渣室133中，如圖7中所展示，而第二蝶閥總成148保持關閉。一旦實質上所有逐出咖啡渣進入底部渣室133，則將第一蝶閥136致動至關閉位置以防止額外用過之咖啡渣進入底部渣室133。
一管線900連接至渣室133之底部之一開口902且與調製容器102之頂部處之一開口904流體連通，使得殘留調製飲料可藉由泵906自底部渣室133移除返回至調製容器102中。
一旦殘留調製飲料被泵送回至調製容器102中，則第二蝶閥打開且來自供水管139之一股水流經調適以輸出一股實質上快速流體來逐出或鬆釋已收集於底部渣室133中之第二蝶閥150之頂部上之用過之咖啡渣，類似於上文所描述之第一蝶閥136逐出或鬆釋累積用過之咖啡渣之方式。接著過濾殘留調製飲料，藉此防止調製咖啡浪費。
圖18至圖23展示本發明之一家用版本。圖18展示：一調製容器408；一咖啡儲存室422，其由一標準玻璃咖啡瓶組成；一水加熱室402；一咖啡豆磨碎機404；及一玻璃瓶加熱板420。調製容器之壁之一部分可為透明以觀看咖啡之調製。水加熱室402中存在一出口403且咖啡豆磨碎機404中存在容許水及磨碎咖啡豆沈積至調製容器408中之一出口407。調製容器408含有由底座中之一磁性馬達412操作之磁性攪拌器410及一過濾器409。一控制器500控制水之加熱、咖啡豆之磨碎及用於將水及磨碎咖啡沈積至調製容器408中之閥406及403以及磁性攪拌器410開啟之時間量。一可旋轉封蓋418位於調製容器408下方及框架401之一部分上方。圖21及圖22中所展示之可旋轉封蓋具有開口419A及419B，使得當處於其第一位置中時，開口419A及419B不與開口421A、421B、421C、421D、421E及421F對準，藉此防止任何流體通過開口至玻璃瓶422。當可旋轉封蓋418藉由延伸手柄423之移動來旋轉時，開口419A及419B與開口421A至421F對準以容許調製容器408中之咖啡傳遞至玻璃瓶422中。調製容器408藉由配合銷426及428包固持於適當位置中，使得含有過濾器及磁性攪拌器410之調製容器408可移除用於清潔。
參考圖19及圖22，展示用於磁性攪拌器410之一蓋416。蓋416由一系列細線414組成。蓋416之頂部可沿一端417及另一端處之一扣環430樞轉以打開蓋416之頂部且接取磁性攪拌器410。蓋416限制磁性攪拌器410在調製期間變位且亦防止磁性攪拌器410在磁性攪拌器410及過濾器409清潔期間損耗。
本發明之家用版本之操作基本上相同於上述工業版本，在咖啡位於玻璃瓶422中之後，加熱板420使咖啡保溫。如同工業版本，家用版本可用於製作冷萃咖啡，控制器500控制磁性攪拌器422操作之時間量。
另一系列實施例可進一步將一清潔系統整合於一調製系統內以提供一高效且視覺悅目之咖啡製作系統。一咖啡製作系統可包含一咖啡調製系統，其包括安裝於具有用於磨碎自一咖啡豆保持器接收之咖啡豆之一咖啡磨碎機總成外殼之一底座上之一調製容器。咖啡容器可由透明或半透明材料(玻璃或塑膠)製成。
咖啡磨碎機可為具有用於選擇磨碎咖啡細度之控制之一標準咖啡磨碎機。一第一中空管狀構件具有用於接收磨碎咖啡之一向上傾斜側開口。一習知咖啡磨碎機定位於中空構件之側開口上方且磨碎機之輸出直接連接至中空管狀構件之側開口。一葉輪風扇位於第一中空管狀構件之頂部接近處。
調製室外部之一空氣通道具有進入葉輪風扇入口之一進氣口。風扇循環之空氣係可由咖啡製作機之底座加熱至超過環境溫度之一位準之空氣。此加熱空氣被載送通過一第一管狀構件且接著透過一第二中空管狀構件引入至水上方之咖啡調製室內之空間中。在第二中空管狀構件內具有加熱空氣可防止在調製室之壁上形成冷凝物，其可發生於將冷風或較冷風引入至調製室中時。
來自風扇之空氣可經導引至作為一第二管狀構件之部分之一中空通道之開口中。此第二管狀構件之底部開口位於調製室內部且底部開口接近水位之頂部。隨著咖啡豆被磨碎，磨碎咖啡被導引至此第二中空管狀構件之一開口中。來自葉輪風扇之向下氣流輔助磨碎咖啡向下通過第二中空管狀構件而進入調製室，其可接近調製室之中心。熱氣流需要產生比來自上升蒸汽之向上空氣更強之一向下氣流。使風扇將空氣向下吹過滑槽之一主要優點係防止來自熱咖啡之蒸汽進入風扇及咖啡磨碎機，其會腐蝕兩者。風扇應在咖啡調製/清潔程序期間一直「開啟」，而非僅在咖啡渣通過滑槽時開啟。
在一個實施例中，第二管狀構件之底部位於調製容器中之水位上方。磨碎咖啡接著在由磁性攪拌器在調製容器中產生之渦流中循環。
歸因於熱水在咖啡調製室中產生蒸汽，水上方之空氣及蒸汽上升至第二中空管狀構件中。若無風扇存在，則透過中空管狀構件掉落之磨碎咖啡將被潤濕。且由於磨碎咖啡中存在油，所以磨碎咖啡可粘附至中空管狀構件之內側。此將阻礙磨碎咖啡流動且管之內側需要更頻繁清潔。上述管狀構件之系統可稱為一「氣流室」。
轉至圖23A，展示根據本發明之一態樣之磁力驅動之飲料調製系統之一替代實施例。圖23B繪示圖23A之一部分之一詳圖。系統展示具有可能未磨碎之咖啡豆2305之一料斗2310。亦展示其中提取調製咖啡之一提取出口2396。亦展示一肥皂片鎖定/打開機構2395 (下文進一步討論)。
在調製循環開始之後，咖啡豆2381掉落2365至上磨盤式磨碎機2372與下磨盤式磨碎機2371之間的空間中以磨碎成咖啡渣2362。此等咖啡渣2362最終掉落2361至渦流2320中用於調製。咖啡渣2362可代以在此裝置外部在一單獨程序中磨碎之後下降至渦流2320中。
作為調製程序之部分，可經由一風扇2301將空氣吸取2322至系統2303中。空氣可流動通過一系列加熱元件2340A、2340B、2340C、2340D、2340E。此等加熱元件2340A、2340B、2340C、2340D、2340E可釋放由向渦流2320內調製程序所涉及之水提供快速加熱所需之能量產生之額外熱。空氣向上2351流動通過一滑槽2350且通過裝置至一風扇2383。風扇接著迫使空氣向下2386、2387而進入調製室2390、2391。
渦流調製程序期間水之高溫在調製室2368中產生蒸汽，其透過孔隙2352離開以在腔室2353外部產生蒸汽。腔室2353外部之蒸汽具有產生吸引顧客興趣之濃烈咖啡香味之額外益處。
渦流2320經由一磁性攪拌器2343驅動，磁性攪拌器2343由圍繞一旋轉軸線2344轉動之攪拌機構2372驅動。蝶閥2346可如上文所討論般操作。
調製程序導致咖啡渣依一梯度方式在一網狀織物支撐件(其可為耐綸) 2341、2342上沉降成一床2373。床可覆蓋整個提取出口2396。咖啡在透過管路(圖中未展示)自提取出口2396提取之前行進通過此等咖啡渣及網狀織物支撐件。
圖23C展示一替代磁性攪拌器系統之一示意圖。此處，底座2333上方之磁性攪拌器2332固定至一滾珠軸承2331。底座2333包含一凹坑2334以適應滾珠軸承2331之形狀。使用一滾珠軸承提供諸多優點，包含較大操作範圍溫度範圍及歸因於較少馬達摩擦之提高馬達效能。
圖24繪示根據本發明之一態樣之一磁力驅動渦流產生之飲料調製系統之一替代實施例之一透視圖。明確而言，圖24展示渦流2320可具有一擺動頂部2404，其提供一唯一視覺元件。增大攪拌機構(圖中未展示)之RPM將引起渦流2320上升，且減小攪拌機構之RPM將引起渦流2320下降。此可部分週期性改變以提供一有吸引力視覺效應。
由於自空氣/水界面散發之蒸汽及咖啡漿液之攪動及在未使用之咖啡渣落入之前及之後之渦流，清潔玻璃可存在重大挑戰。此可使玻璃起霧且產生冷凝物。此外，靜電使油及未使用之咖啡渣粘附至玻璃。
渦流振盪亦可增加清潔玻璃室2402之挑戰。此係因為一咖啡/咖啡渣/咖啡油殘留物可作為不同稠度之一膜留在玻璃上。由於調製循環之視覺態樣係本發明之吸引力之部分，因此在下一調製循環開始之前需要仔細清潔此咖啡殘留物。
圖25繪示根據本發明之一態樣之一磁力驅動渦流產生之飲料清潔系統之一替代實施例之一透視圖。此處展示用於一玻璃室2510之一清潔系統。清潔溶液自孔隙2501A、2501B、2501C、2501D、2501E、2501F、2501G、2501H流出，其可產生清潔液流2502A、2502B、2502C、2502D、2502E、2502F、2502G、2502H。清潔液流經設計以依一交叉方式清潔玻璃，使得可自多個角度多次清潔玻璃之所有部分。此提供在視覺上亦悅目之一優良清潔程序。
圖26繪示根據本發明之一態樣之具有一可移除滑槽之一磁力驅動渦流產生之飲料調製系統之一替代實施例之一透視圖。此處，滑槽2602可經選擇性移除且更換至容器2601中。此允許單獨清潔滑槽2602，作為整個系統之清潔循環之部分。
圖27A及圖27B係圖26中之可移除滑槽之透視圖。此處，滑槽2704、2804包含一孔隙2701及一容器2702、2802中之一選擇性可插入及可移除構件2703、2801。可移除滑槽可經由固定機構2803固定至系統之剩餘部分。此外，可移除構件2703及2801可為磁性的，但可使用任何附接機構來清潔滑槽2704及2804之通道。
圖28A繪示根據本發明之一態樣之具有一可插入肥皂鍵之一磁力驅動渦流產生之飲料清潔系統之一替代實施例之一透視圖。圖28B繪示圖28A之一部分之一詳圖。此處，肥皂鍵2902可選擇性插入及自清潔容器2901移除。
圖29A繪示根據本發明之一態樣之具有含肥皂片之一可插入肥皂鍵之一磁力驅動渦流產生之飲料清潔系統之一替代實施例之一透視圖。圖29B繪示圖29A之一部分之一詳圖。此外，肥皂鍵2902可選擇性插入及自清潔容器2901移除。肥皂鍵2902可具有可選擇性插入及可移除肥皂片2901A、2901B、2901C、2901D、2901E、2901F。
圖29C繪示清潔循環中圖29A之一內視圖。肥皂鍵2922已插入裝置中且裝置現處於清潔模式中。作為清潔程序之部分，視情況經由一風扇2301將空氣吸取2351至系統2924中。
清潔操作可開始於自底部填充調製室以進行清潔。明確而言，肥皂清潔藉由放入肥皂鍵以產生一肥皂水填充循環來發生，其可在耐綸織物過濾器2374略上方停止。清潔循環接著開啟磁性攪拌器2343以引起一清潔渦流2330。清潔程序清潔內部調製設備，包含玻璃、過濾器2374及其他機構。為結束循環，打開蝶閥以允許咖啡漿液及肥皂水流出。接著可啟動來自上方之清潔系統(例如，如圖25中所展示)，其進一步用熱水清潔玻璃。此程序可重複幾次，且可包含沖洗水(不含肥皂之水)。
肥皂鍵2922包含肥皂片且安裝於用於熱水之一電磁閥(下文將描述)與調製室之間。藉由一清潔循環之此安裝位置，熱水流動通過肥皂鍵2922，溶解肥皂片，且清潔調製系統。至循環完成時，沒有來自片之肥皂殘留。
亦展示撓性構件3140 (下文將討論)及一咖啡吸管2926。
圖30繪示根據本發明之一態樣之電磁閥之一示意圖。此處，一第一電磁閥3104控制用於第一液流3101之一第一閥3102。
第一液流3101與一管道3174流體連通，管道3174通向其中(通常為熱的)調製咖啡準備好被吸取之一容器3176。一感測器3175可向系統通知調製咖啡之存在及體積。第一彈簧3171使第一電磁閥3104保持關閉直至第一電磁閥電流被啟動且打開第一電磁閥3104。此允許調製咖啡流動至第二電磁閥3106及/或第三電磁閥3114。一般而言，此系統接著經設計以允許：(a)經由一打開第二電磁閥3106選擇性萃取調製(通常為熱的)咖啡(同時保持第三電磁閥3114關閉)；或(b)經由一打開第三電磁閥3114選擇性萃取(通常較冷)廢棄咖啡、未使用之渣及其類似者(同時保持第二電磁閥3106關閉)。
明確而言，一第二電磁閥3106控制用於第二液流3150之一第二閥3108。第二彈簧3172使第二電磁閥3106保持關閉，直至第二電磁閥電流被啟動且打開第二電磁閥3106。此允許調製咖啡流動至由萃取調製咖啡之一人操作之快速釋放閥3190。接著，當該快速釋放閥3190打開時，熱咖啡流動3191用於收集且提供給顧客。
一第三電磁閥3114控制用於第三液流3155之一第三閥3112。第三彈簧3173使第三電磁閥3114保持關閉，直至第三電磁閥電流被啟動且打開第三電磁閥3114。此允許廢棄咖啡與用過之咖啡渣及其類似者一起流動3192至廢料容器。
由電磁閥控制之液體(例如熱水、冷水、熱咖啡)之流動可藉由安裝具有一孔隙3110之一撓性構件3140來改良。撓性構件3140可提供用於透過電磁閥之系統吸收過量液體以防止回流且允許液體較佳流動通過系統之一機構。此等回流可由於在本文中所描述之循環期間發生熱水膨脹及冷水收縮而發生。
明確而言，當熱咖啡或水在此電磁閥系統中冷卻時，其可產生壓住第三電磁閥3114關閉且拉動第二電磁閥3106打開之一真空相關壓力。即使第二電磁閥3106被壓住打開，但冷卻咖啡不離開系統，因為關閉之快速斷接閥3190防止排放。然而，冷凝、冷卻液體產生真空相關壓力，其防止此廢液經由第三電磁閥3114透過所要流動3192提取至一廢料容器。
添加具有一孔隙3110之累積器3140解決此問題。累積器3140應由一橡膠或其他撓性材料製成。當冷凝、冷卻液體產生一上述真空效應時，累積器3140部分塌陷。此減少真空壓力效應，使得第三電磁閥3114可打開且第二電磁閥3106可打開。
替代地，若需要在一容器3176中調製較大量咖啡，則咖啡之增大流體靜壓將對三個電磁閥3104、3106、3114施加一更高壓力。為在此增大流體靜壓情形下高效提取咖啡，操作者可在一短持續時間內打開第一電磁閥3104、打開第二電磁閥3106及選擇性打開及關閉第三電磁閥3114。此既減輕增大流體靜壓，又允許自第二電磁閥3106高效提取調製咖啡。由於第三電磁閥3114之打開發生在有限時間內，所以有限量之咖啡被浪費棄置3192。
圖31係根據本發明之一態樣之磁力驅動之飲料調製系統之一替代實施例之一操作流程圖。流程圖展示4個單獨系統之操作：(a)涼水/冷水流(以實線展示) 3301；(b)熱水流(以虛線展示) 3302；(c)排放/提取水流(以虛線展示) 3303；及(d)咖啡水流(以點虛線展示) 3304。
涼水/冷水流3301自R.O. [反滲透]水3317開始且移動至熱水器3316及(並行)水歧管3315。冷水自水歧管3315流動通過冷電磁閥3314至四通接頭3312，接著(並行)至填充3308及BFV [蝶閥] 3309且接著至調製室3307。(水歧管可至少部分位於用於引導肥皂水及/或清潔沖洗水之一清潔容器內。)
熱水流3302自水歧管3315開始且透過噴水器電磁閥3306進行至噴水器3305且進入調製室3307。針對一清潔循環，熱水亦自水歧管3315流動通過熱填充電磁閥3313，通過肥皂歧管及肥皂鍵3311，通過止回閥3310，且至四通接頭3312。現(並行)處理之肥皂熱水自四通接頭3312至填充3308及BFV 3309且接著至調製室3307。
排放/提取水流3303在BFV 3309處開始至渣收集3322及累積器3321，通過排放電磁閥3333至渣收集3322。接著提取自渣收集3322繼續至排放口3335。
咖啡水流3304自調製室3307開始，經由一調製咖啡提取泵3318通過一流量開關3319且通過一電磁閥出口3320至累積器3321。自此，咖啡水流動通過調製咖啡電磁閥3334至調製咖啡儲存器3336。
儘管已詳細描述本發明及其優點，但應理解，可在不背離由隨附申請專利範圍界定之本發明之技術之情況下對本文進行各種改變、替換及更改。例如，諸如「上方」及「下方」之相對術語關於組件使用。當然，若組件反轉，則上方變成下方，且反之亦然。另外，若側向定向，則上方及下方可係指一組件之側。再者，本申請案之範疇不意欲受限於本說明書中所描述之程序、機器、製造、物質組成、構件、方法及步驟之特定組態。一般技術者將易於自本發明瞭解，可根據本發明來利用執行實質上相同於本文中所描述之對應組態之功能或達成實質上相同於本文中所描述之對應組態之結果之目前既有或後期開發之程序、機器、製造、物質組成、構件、方法或步驟。因此，隨附申請專利範圍意欲使此等程序、機器、製造、物質組成、構件、方法或步驟包含於其範疇內。
應理解，當一元件指稱「連接」或「耦合」至另一元件(或其變體)時，其可直接連接或耦合至另一元件或可存在介入元件。相比而言，當一元件指稱「直接連接」或「直接耦合」至另一元件(或其變體)時，不存在介入元件。
本文中已關於特定實施例描述益處、其他優點及問題解決方案。然而，益處、優點、問題解決方案及可引起任何益處、優點或解決方案發生或變得更明確之元件不應被解釋為本發明之關鍵、必需或基本特徵或元件。應瞭解，在隨附申請專利範圍中，參考一單數元件不意欲意謂「有且僅有一個」(除非明確如此說明)，而是意謂「一或多個」。
提供本發明之描述來使任何熟習技術者能夠製造或使用本發明。熟習技術者將容易明白本發明之各種修改，且可在不背離本發明之精神或範疇的情況下將本文中所界定之一般原理應用於其他變體。因此，本發明不意欲受限於本文中所描述之實例及設計，而是被給予與本文中所揭示之原理及新穎特徵一致之最廣範疇。以下係本發明之當前詳細描述之結尾。
儘管已為了繪示而詳細描述若干實施例，但可在不背離本發明之範疇及精神之情況下進行各種修改。因此，本發明不限於本文中所呈現之實例，而是被設想為涵蓋隨附申請專利範圍中所描述之範疇及隨附申請專利範圍之等效物之全範圍。
100:飲料調製系統 102:調製容器 104:蓋 106:磨豆機總成 107:磨碎機總成外殼 108:底座 110:出口滑槽 111:馬達總成 112:外殼 113:導管座 114:導管 116:出口滑槽 121:開口 128:過濾器 129:咖啡移除管線 132:出口滑槽 133:底部渣室 134:第一蝶閥總成 135:關閉位置 136:第一蝶閥 137:打開位置 138:蝶閥座 139:濾網/供水管 140:蝶閥支撐件/隔間 141:進水口 143:空氣或水源 144:蝶閥支撐件 148:第二蝶閥總成 150:第二蝶閥 157:盤 158:磁性攪拌器 159:唇緣 160:傳動系 162:馬達 164:飲料/咖啡累積儲集器 168:豆料斗 170:磨碎外殼 171:豆加料器 172:磨碎馬達 173:馬達 174:渣坡道 175:扁平齒輪 176:孔隙 178:小齒輪 180:咖啡出口開口/齒條 182:咖啡出口管線/冷卻盤管 184:製冷單元 186:噴嘴/冷風機 188:控制器 190:噴嘴 191:水源 192:液位感測器/水導管 193:感測器T 194:液位感測器 196:回收管 198:加熱器 200:泵 202:製冷單元 204:溫度控制管 206:溫度感測器 211:端 213:端 215:控制器 217:水源 219:泵 221:加熱器 236:過濾材料 237:上過濾密封件 239:下過濾密封件 401:框架 402:水加熱室 403:出口/閥 404:咖啡豆磨碎機 406:閥 407:出口 408:調製容器 409:過濾器 410:磁性攪拌器 412:磁性馬達 414:細線 416:蓋 417:端 418:可旋轉封蓋 419A:開口 419B:開口 420:玻璃瓶加熱板 421A:開口 421B:開口 421C:開口 421D:開口 421E:開口 421F:開口 422:咖啡儲存室/玻璃瓶 423:延伸手柄 426:銷 428:銷 430:扣環 500:水源/控制器 502:熱水器 504:泵 506:入口 508:環形熱交換器 510:出口 512:閥 513:隔板 514:控制器 601:端 602:泵 604:閥 606:端 608:快速釋放閥 609:快速釋放閥 610:咖啡容器 611:排放口Y形連接 700:錐形過濾器支撐環 702:壁架 704:內壁 712:外部部分 800:進水口/噴嘴 900:管線 902:開口 904:開口 906:泵 2301:風扇 2303:系統 2305:咖啡豆 2310:料斗 2320:渦流 2322:吸取 2330:清潔渦流 2331:滾珠軸承 2332:磁性攪拌器 2333:底座 2334:凹坑 2340A:加熱元件 2340B:加熱元件 2340C:加熱元件 2340D:加熱元件 2340E:加熱元件 2341:網狀織物支撐件 2342:網狀織物支撐件 2343:磁性攪拌器 2344:旋轉軸線 2346:蝶閥 2350:滑槽 2351:向上/吸取 2352:孔隙 2353:腔室 2361:掉落 2362:咖啡渣 2365:掉落 2368:調製室 2371:下磨盤式磨碎機 2372:上磨盤式磨碎機 2373:床 2374:過濾器 2381:咖啡豆 2383:風扇 2386:向下 2387:向下 2390:調製室 2391:調製室 2395:肥皂片鎖定/打開機構 2396:提取出口 2402:玻璃室 2404:擺動頂部 2501A:孔隙 2501B:孔隙 2501C:孔隙 2501D:孔隙 2501E:孔隙 2501F:孔隙 2501G:孔隙 2501H:孔隙 2502A:清潔液流 2502B:清潔液流 2502C:清潔液流 2502D:清潔液流 2502E:清潔液流 2502F:清潔液流 2502G:清潔液流 2502H:清潔液流 2510:玻璃室 2601:容器 2602:滑槽 2701:孔隙 2702:容器 2703:可移除構件 2704:滑槽 2801:可移除構件 2802:容器 2803:固定機構 2804:滑槽 2901:清潔容器 2901A:肥皂片 2901B:肥皂片 2901C:肥皂片 2901D:肥皂片 2901E:肥皂片 2901F:肥皂片 2902:肥皂鍵 2922:肥皂鍵 2924:系統 2926:咖啡吸管 3101:第一液流 3102:第一閥 3104:第一電磁閥 3106:第二電磁閥 3108:第二閥 3110:孔隙 3112:第三閥 3114:第三電磁閥 3140:撓性構件/累積器 3150:第二液流 3155:第三液流 3171:第一彈簧 3172:第二彈簧 3173:第三彈簧 3174:管道 3175:感測器 3176:容器 3190:快速釋放閥/快速斷接閥 3191:流動 3192:流動 3301:涼水/冷水流 3302:熱水流 3303:排放/提取水流 3304:咖啡水流 3305:噴水器 3306:噴水器電磁閥 3307:調製室 3308:填充 3309:蝶閥(BFV) 3310:止回閥 3311:肥皂歧管及肥皂鍵 3312:四通接頭 3313:熱填充電磁閥 3314:冷電磁閥 3315:水歧管 3316:熱水器 3317:反滲透水 3318:調製咖啡提取泵 3319:流量開關 3320:電磁閥出口 3321:累積器 3322:渣收集器 3333:排放電磁閥 3334:調製咖啡電磁閥 3335:排放口 3336:調製咖啡儲存器 D:排放口 G:咖啡渣 S:咖啡渣 L:咖啡渣
為更完全理解本發明，現參考結合附圖進行之以下描述。
圖1繪示根據本發明之一態樣之一磁力驅動渦流產生之飲料調製系統之一第一透視圖；
圖2繪示根據本發明之一態樣之磁力驅動之飲料調製系統沿圖1之線2-2之一第二詳細截面圖；
圖3繪示根據本發明之一態樣之圖2之磁力驅動之飲料調製系統之下部分之一放大詳細截面圖；
圖4繪示用於圖1之磁力驅動之飲料調製系統之水之加熱及冷卻之一控制及再循環系統沿圖1之線2-2之一示意截面圖；
圖5繪示用於圖2之調製系統之一替代熱交換之一示意截面圖；
圖6繪示根據本發明之一態樣之用於磁力驅動之飲料調製系統之一清潔系統之一示意截面圖；
圖7繪示具有出口滑槽中之一放大底部渣室及一回收系統之圖1之磁力驅動之飲料調製系統之一替代實施例之一詳細截面圖；
圖8繪示流體化咖啡床在調製循環期間之流動之一圖示；
圖9繪示磁性攪拌器停止之後的用過之咖啡渣之沉降床之一圖示；
圖10繪示展示加熱/冷卻交換器的沿線10-10之圖1之一截面俯視圖；
圖11繪示本發明之較佳實施例之外殼、攪拌器及過濾器之一俯視透視圖；
圖12繪示支撐過濾器之圖11之組件之一分解透視圖；
圖13繪示自一飲料調製系統至咖啡容器之咖啡移除管線；
圖14繪示咖啡移除管線至排放口中之Y形連接之連接；
圖15繪示在咖啡機清潔期間使用之蝶閥總成；
圖16繪示用於圖1之磁力驅動之飲料調製系統之冷凍豆磨碎機之一示意截面圖；
圖17繪示其關閉操作位置中之本發明之家用版本之一側視截面圖；
圖18繪示其中調製容器及過濾器隔間打開之本發明之家用版本之一側視截面圖；
圖19繪示其中調製容器及過濾器隔間分離之本發明之家用版本之一側視截面圖；
圖20繪示本發明之家用版本沿圖17之線20-20之其關閉位置中之可旋轉蓋構件之俯視圖；
圖21繪示本發明之家用版本沿圖17之線20-20之其打開位置中之可旋轉蓋構件之俯視圖；
圖22繪示沿圖17之線22-22之可旋轉蓋構件之一俯視截面圖；
圖23A繪示根據本發明之一態樣之磁力驅動之飲料調製系統之一替代實施例；
圖23B繪示圖23A之一部分之一詳圖；
圖24繪示根據本發明之一態樣之一磁力驅動渦流產生之飲料調製系統之一替代實施例之一透視圖；
圖25繪示根據本發明之一態樣之一磁力驅動渦流產生之飲料清潔系統之一替代實施例之一透視圖；
圖26繪示根據本發明之一態樣之具有一可移除滑槽之一磁力驅動渦流產生之飲料調製系統之一替代實施例之一透視圖；
圖27A及圖27B係圖26中之可移除滑槽之透視圖；
圖28A繪示根據本發明之一態樣之具有一可插入肥皂鍵之一磁力驅動渦流產生之飲料清潔系統之一替代實施例之一透視圖；
圖28B繪示圖28A之一部分之一詳圖；
圖29A繪示根據本發明之一態樣之具有含肥皂片之一可插入肥皂鍵之一磁力驅動渦流產生之飲料清潔系統之一替代實施例之一透視圖；
圖29B繪示圖29A之一部分之一詳圖；
圖29C繪示圖29A之一內視圖；
圖30繪示根據本發明之一態樣之電磁閥之一示意圖；及
圖31係根據本發明之一態樣之磁力驅動之飲料調製系統之一替代實施例之一操作流程圖。
100:飲料調製系統
102:調製容器
104:蓋
106:磨豆機總成
107:磨碎機總成外殼
108:底座
110:出口滑槽
111:馬達總成
112:外殼
114:導管

Claims (30)

  1. 一種系統，其包括： 一咖啡調製室； 一咖啡滑槽，其與具有咖啡渣之該咖啡調製室相關聯； 一水歧管，其用於將熱水引導至該咖啡調製室中； 一氣流室，其用於將流動空氣引導至該咖啡調製室中； 一磁性攪拌器，其位於該咖啡調製室內，圍繞一攪拌器軸線旋轉； 其中該流動空氣將該等咖啡渣自該咖啡滑槽引導至該咖啡調製室中； 其中該磁性攪拌器之啟動產生圍繞該攪拌器軸線旋轉之一調製渦流，調製渦流將該熱水及該等咖啡渣調製成調製咖啡。
  2. 如請求項1之系統，其中該咖啡調製室具有一透明部分。
  3. 如請求項2之系統，其中該等咖啡渣包括在停用該咖啡調製室之後沉降於該咖啡調製室之一底部處之一組二次咖啡渣。
  4. 如請求項3之系統，其中該組二次咖啡渣具有一增大大小梯度。
  5. 如請求項4之系統，其中該調製咖啡透過該組二次咖啡渣自該咖啡調製室萃取。
  6. 如請求項4之系統，其中該組二次咖啡渣充當該調製咖啡之一過濾器。
  7. 如請求項2之系統，其中該水歧管自安裝於該咖啡調製室之頂部內之複數個噴嘴引導該熱水之一部分。
  8. 如請求項7之系統，其中該熱水之該部分之釋放徑向發生。
  9. 如請求項8之系統，其中該熱水之該部分清潔該透明部分。
  10. 如請求項3之系統，其進一步包括： 一網狀織物，其上沉降該組二次咖啡渣。
  11. 如請求項2之系統，其中該磁性攪拌器之該啟動及停用使用一調變模式。
  12. 如請求項2之系統，其中該氣流室吸取該流動空氣通過加熱元件以加熱該流動空氣。
  13. 如請求項12之系統，其中該氣流室進一步包括一風扇以迫使該流動空氣進入該咖啡調製室。
  14. 如請求項2之系統，其中提高及降低該磁性攪拌器之速度產生不同高度之該調製渦流。
  15. 如請求項2之系統，其進一步包括用於吸收過量液體之一撓性累積器。
  16. 一種系統，其包括： 一咖啡調製室； 一清潔容器，其與該咖啡調製室相關聯，具有可選擇性插入至該清潔容器及自該清潔容器移除之一肥皂鍵； 一水歧管，其至少部分位於該清潔容器內用於引導該咖啡調製室內之肥皂水； 一磁性攪拌器，其在該咖啡調製室內圍繞一攪拌器軸線旋轉； 其中該磁性攪拌器之啟動產生清潔該咖啡調製室之圍繞該攪拌器軸線旋轉之一清潔渦流。
  17. 如請求項16之系統，其中該肥皂鍵包括複數個選擇性可移除肥皂片。
  18. 如請求項17之系統，其進一步包括： 一網狀織物，其位於該咖啡調製室之底部處。
  19. 如請求項18之系統，其中該水歧管引導該肥皂水之一部分通過該咖啡調製室之該底部，使得該肥皂水上升至高於該網狀織物。
  20. 如請求項18之系統，其中該水歧管自安裝於該咖啡調製室之頂部內之複數個噴嘴引導該肥皂水之一部分。
  21. 一種方法，其包括： 產生熱水； 經由一水歧管將該熱水引導至一咖啡調製室中，其中該咖啡調製室具有一透明部分； 使用流動熱風來將咖啡渣引導至該咖啡調製室中； 啟動該咖啡調製室內之一磁性攪拌器，該磁性攪拌器產生圍繞該磁性攪拌器之一軸線旋轉之一調製渦流； 在該調製渦流內將該熱水及該等咖啡渣調製成調製咖啡； 在停用該磁性攪拌器之後，產生自該調製咖啡內下降至位於該咖啡調製室內之一過濾器上之一組二次咖啡渣； 透過該組二次咖啡渣及該過濾器自該咖啡調製室萃取該調製咖啡。
  22. 如請求項21之系統，其中該組二次咖啡渣具有一增大大小梯度。
  23. 如請求項21之系統，其中該水歧管自安裝於該咖啡調製室之頂部內之複數個噴嘴引導該熱水之一部分。
  24. 如請求項21之系統，其進一步包括： 在與該咖啡調製室相關聯之一清潔容器中產生肥皂水； 經由該水歧管將該肥皂水自該清潔容器引導至該咖啡調製室中； 啟動產生圍繞該磁性攪拌器之該軸線旋轉之一清潔渦流之該磁性攪拌器； 使用至少該清潔渦流清潔該咖啡調製室。
  25. 如請求項24之系統，其中該肥皂水自該咖啡調製室之底部上升，使得該肥皂水上升至高於該過濾器。
  26. 如請求項24之系統，其中該肥皂水經由可選擇性插入至該清潔容器及自該清潔容器移除之一肥皂鍵產生。
  27. 如請求項26之系統，其中該肥皂鍵包括複數個選擇性可移除肥皂片。
  28. 如請求項27之系統，其中該水歧管自安裝於該咖啡調製室之該頂部內之複數個噴嘴引導該肥皂水之一部分。
  29. 如請求項28之系統，其中該水歧管自安裝於該咖啡調製室之該頂部內之複數個噴嘴引導該肥皂水之一部分，使得該肥皂水依一交叉方式清潔該咖啡調製室。
  30. 如請求項24之系統，其中該磁性攪拌器包括一滾珠軸承。
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