CN102164525A - 具有用于制作冷咖啡的***的咖啡机 - Google Patents

Abstract

描述了一种咖啡机(1)，包括煮器(23)、泵(21)和用于制作咖啡的浸泡单元(27)，还设有用于制作冷咖啡的辅助回路(31)，辅助回路可以连接至浸泡单元(27)的出口。

Description

具有用于制作冷咖啡的***的咖啡机

技术领域

本发明涉及对咖啡机、特别是但不限于家用、专业或商业用的自动或半自动型咖啡机的改进。整体上，在本发明的说明书及所附权利要求书的范围内，“咖啡机”也指适于提供咖啡等一种或多种饮料、并且根据具体情况还适于分配固态食品的自动售货机或自动贩卖机。

背景技术

在所谓自动贩卖机或自动售货机领域以及在专业或家用咖啡机领域，用于制备多种饮料、特别是用于制备诸如浓咖啡、美式咖啡等咖啡饮料的自动或半自动型机器和装置是公知的。在自动贩卖机领域，被设计为提供热饮和冷饮的机器也是已知的。已知自动贩卖机可用于例如提供咖啡、卡布其诺、牛奶、巧克力或其他热饮和果汁或其他冷饮。

在家用和专业领域，通常仅提供热饮的咖啡机是公知的，其中热饮是由单份咖啡包、盒或舱、或者松散的咖啡粉、或者通过当场对容纳在与咖啡研磨器相结合的壳体中的咖啡豆进行研磨获得的咖啡粉制作成。

咖啡饮料是通过用热水浸泡来制备的，并且通常以较高的温度被提供。

发明内容

根据一个方面，本发明提供一种咖啡机(总体上即适于提供咖啡并且根据情况提供其他饮料和/或其他食品和非食品的任何机器)，所述咖啡机也能够制作冷咖啡。根据本发明，其特征在于该机器包括设计用于制作冷咖啡的辅助回路，辅助回路可以直接或间接连接至咖啡浸泡单元的出口。冷咖啡可以被照原样直接排出，或者与其他产品混合或添加至其他产品以获得其他类型的咖啡饮料。

在一些实施方式中，机器的特征在于可以与浸泡单元相关联的制冷舱，例如可以通过切换阀连接至辅助回路的舱。切换阀可以被设计为将咖啡浸泡单元的出***替地与机器的咖啡分配喷嘴或制冷舱相连接。

这样，可以选择通过机器的常规构件(即浸泡单元和分配喷嘴)制作和提供热咖啡，或者通过切换切换阀使得浸泡单元所制作的热咖啡经过制冷舱并且以显著降低的温度(一般地以低于环境温度的温度)从制冷舱流出来以制作冷咖啡。可以通过机器的用于提供热咖啡的相同的分配喷嘴来提供冷咖啡，或者可以通过单独的喷嘴或者直接通过制冷舱提供冷咖啡。

根据一些实施方式，制冷舱是无源***，即在该***中储冷装置(通常为凝胶)被保持与热交换装置(例如用于咖啡的螺旋或其他流动导管)接触。在该情况下，舱可以放置于冷藏器中足够长的时间以将热量从凝胶或其他储冷装置中吸取出且使其处于低温。这些凝胶或其他储冷物质是已知的并且它们被用于各种应用，例如它们可以被***容器中，该容器可以设计为被引入保存和运输食物的冷却装置中。

一旦舱在冷藏器中保持必要的时间之后，可以通过将舱连接至用于提供来自机器的浸泡单元的咖啡的供给导管使得热咖啡流过与凝胶或其他储冷装置或材料热接触的螺旋或其他导管来将舱用于制作冷咖啡。凝胶或其他储冷装置或材料吸收咖啡的热量，使得在螺旋的出口处的咖啡的温度基本上低于初始温度，并且优选地基本上低于环境温度，例如在低于15℃且优选地低于10℃的温度处。

也可以生产一次性使用制冷舱，其中储冷装置由例如机械地致动的吸收热量的物质形成。此类物质本身是已知的，并且通常被称为“合成冰”。它们通常用于自我医疗、用于处理血肿、缓解由于牙科治疗等而造成的出汗和疼痛。这些材料被包装在袋中，适当地摇晃袋或以任何方式使其承受机械应力，从而开始进行吸收环境热量的反应。通过在一次性使用舱中使用这种物质，可以使得与咖啡流动导管相接触的舱中所容纳的大量材料的化学反应开始。这样，能够获得与无源舱基本上相同的效应，其中无源舱中的储冷装置可以在冷藏器中冷却并且因此可以多次反复使用。

根据其他的实施方式，舱是半无源或有源型的，即可以包括制冷***或者可以与制冷***结合，制冷***通过吸收诸如电能的能量来去除热量。

舱可以例如设有至少部分地吸收流经舱的咖啡所释放的热量的***。在一些实施方式中，咖啡机所设的这些吸热***可以包括可以通过插头供电的电***，通常是一个或多个珀尔帖单体。在该情况下，可以通过将咖啡入口(以及根据情况将咖啡出口)连接至机器并且将用于给珀尔帖单体供电的电触点连接至设置在机器上的电连接器来将舱***机器。

在其他实施方式中，机器中可以设置壳体，舱至少部分地***该壳体。壳体可以设置有吸热装置，例如珀尔帖单体，在该情况下吸热装置不是舱的一部分而是机器的一部分。单体可以例如简单地在舱被***时致动，也以自动的方式通过作用于布置在壳体内的微型开关上的压力而致动，以及当舱***且连接至咖啡入口和/或咖啡出口导管时由舱致动。

在一些实施方式中，热量去除装置的尺寸可以使得舱不具有储冷装置。在该情况下，所有的热量都通过与机器内的舱和/或舱的壳体相关联的有源制冷***被从流经舱的咖啡中去除。但是，与机器内的舱和/或舱的壳体相关联的制冷装置优选地与舱内的储冷物质结合使用。在该情况下，舱可以被放入冷藏器中并且在其中保持积蓄足够量的冷所必要的时间，即从容纳在舱中的储冷物质吸收足够的热量所必要的时间。使用时，舱被从冷藏器取出并且连接至机器。有源制冷装置被致动以限制容纳在舱中的储冷物质吸收环境热量，和/或与容纳在舱中的储冷物质的制冷效应相结合帮助从流过舱的咖啡去除热量。

根据一些实施方式，特别是在已经设有流体制冷回路的自动贩卖机或自动售货机的情况下，可以使舱的壳体与热交换器而非珀尔帖单体***相关联，其中热交换器被供给来自已经设置在自动贩卖机或自动售货机中的制冷组的冷却剂。在该情况下，优选地，舱不需要在冷藏器中冷却，而是几乎永久性地保持在机器中，因为可以通过机器的制冷回路来使舱保持需要的温度以制作咖啡。无论如何，可以在与咖啡流动回路热接触的舱中提供储冷材料或储冷物质，以起到热飞轮的作用，从而使得当供给咖啡时能够实现足够的热量吸收。于是，积蓄在凝胶或储冷物质中的热量在一次冷咖啡供给操作和下一次冷咖啡供给操作之间通过制冷回路逐渐去除，或者在不需要机器提供冷咖啡的时间段内以任何方式去除。

总体上，当舱单独使用或与有源制冷***结合使用储冷物质时，物质可以有利地适于进行相变，从外界吸热，从而能够在不改变其温度的情况下迅速地吸收从咖啡释放的大量热量。

本发明的其他有利的特征和实施方式在从属权利要求中说明并且下面将参照本发明的实施方式的一些非限制性的例子来更具体地说明。

本发明的又一个目的涉及一种用于通过咖啡机制作冷咖啡的方法，包括步骤：

通过使热水流经浸泡单元来制作热咖啡；

使热咖啡流过制冷舱并且将被冷却的咖啡收集在杯子或其他容器中。

附图说明

通过下述说明以及附图将更好地理解本发明，附图中示出本发明的非限制性的实用的实施方式。具体来说，附图中：

图1示出根据本发明的装备有制冷舱的家用机器的轴侧图。

图2示出一种实施方式中的制冷舱的轴侧图。

图3示出机器的液压回路的示图。

图3A示出图3的示图的细节，其中切换阀处于不同的位置以将浸泡单元连接至分配喷嘴和制冷舱。

图4示出具有有源制冷装置的舱的轴侧图。

图5示出用于有源型或混合型制冷舱的制冷壳体。

具体实施方式

图1示意性地示出能够应用本发明的一种家用咖啡机。但是，如前文所述，本发明也可以在其他类型的机器上实施，例如专业用自动或半自动咖啡机、以及所谓的自动贩卖机或自动售货机，其中自动贩卖机或自动售货机根据情况也可以是特定的混合类型，除咖啡外还能够提供诸如热饮和冷饮、固态食品(小吃等)、罐装或瓶装饮料等的其他产品。因此，下述特别地涉及家用型机器的说明应当是本发明可以具有的多种应用的一个非限制性的例子。

在图1中，机器整体由附图标记1表示。机器具有用于杯子的安置面3，杯子收集通常通过分配喷嘴5提供的咖啡。附图标记7表示通用用户接口。它可以是与按钮相关联的触摸屏或显示器，或任何其他类型的适合的接口，使得用户能够向机器发出关于制备饮料的类型的指令。

在机器内部，示出了整体由附图标记9表示的主体中的此类咖啡机的通用构件，下文将参照图3更具体地说明其中的一部分。壳体或主体9设有前开口11，整体由附图标记13表示的制冷舱可以***前开口中，下文将对制冷舱进行更具体的说明。

图3示出容纳在机器1内部的一些部件，特别是液压回路的一些部件。应当理解，机器9内部可以布置其他已知类型的构件、附件、装置、设备等以制作诸如卡布其诺、热牛奶、拿铁玛奇朵的其他类型的饮料或研磨咖啡豆等。本发明并不关心这些构件或附件，因此在这里不进行说明或图示。

参照图3，机器1中布置有水箱15，水箱15具有连接至流量计19的出口导管17。流量计19可以是涡轮流量计或任何其他类型的流量计。泵21从水箱15抽水，并且将水供给至煮器23。煮器23的出口25连接至浸泡单元27，浸泡单元27中布置有浸泡室，浸泡室可以装载有咖啡或用于形成饮料的其他食品的盒、包或舱。在其他实施方式中，可以将通过研磨容纳在机器内的箱(未示出)中的咖啡豆获得的咖啡粉，或是将用户直接提供或从容器获取的咖啡粉供给至浸泡单元27。

浸泡单元27通过导管29连接至切换阀31。切换阀31被设计、控制和布置为使得浸泡单元27的出口29交替地与分配喷嘴5或与整体表示为33并且由制冷舱13形成的辅助回路(或者制冷舱13可以连接至的辅助回路)连通。

切换阀21可以手动控制，或者可以通过由电子控制单元控制的致动器控制，电子控制单元在图3中由附图标记36示意性地表示。控制单元36优选地也与泵21、流量计19、煮器23和浸泡单元27对接，从而根据本领域技术人员已知的标准自动或半自动地控制浸泡循环。根据机器的自动化程度、复杂度以及其能够执行的功能数量，控制单元36可以控制上述构件中的一个或多个以及机器能够装备的任何其他构件、装置或附件，例如用于产生牛奶泡沫的发泡装置(卡布其诺制备器)。

切换阀31可以采取如图3和图3A所示的两个可选位置中的一个或另一个。切换阀31具有四个入口和出口开口31A、31B、31C和31D。这些入口和出口开口使得浸泡单元27的出口29与分配喷嘴5直接连通，或者替代地使得出口29与辅助回路33连通。在图3的位置中，浸泡单元27的出口导管29与切换阀31的入口31A和阀的出口31D流体连接。阀的出口31D与辅助回路33连接，使得来自浸泡单元27的热咖啡经切换阀31进入辅助回路33中。反之，在图3A的布置中，浸泡单元27的出口导管29经切换阀31的开口31B和开口31C连接至导管35，从而连接至分配喷嘴5。因此，在图3的布置中，咖啡流经制冷舱13并且由此经通往分配喷嘴5的导管37供给至杯子T。反之，在图3A的布置中，辅助回路33未使用，且咖啡从浸泡单元27经切换阀31的开口31B和31C直接流入杯子T。

制冷舱13可以以多种方式设计。在一些实施方式中，制冷舱13具有主体13A，优选地装备有手柄13B以便操作。舱13的主体13A中布置有咖啡流动导管，流动导管有利地可以为螺旋形并且在图2中整体由附图标记41表示。流动导管41包括具有接头41A的入口和具有接头41B的出口。接头41A可以通过辅助回路33的导管39连接至切换阀31，而出口接头41B可以连接至前述导管37。这样，当舱13***机器时，接头41A和41B连接至导管39和导管37。因此舱成为辅助回路的一部分，辅助回路整体由附图标记33表示，包括导管39、舱13、导管37。反之，当切换阀31处于图3A的布置时，舱保持不工作。

舱13的主体13A中限定体积V，体积V可以填充有能够储冷的凝胶或其他材料或物质，例如在关心的时间间隔内发生相变的物质，从而在不改变温度的情况下从流经舱的咖啡吸收热量。这些物质本身是已知的并且用于很多领域，例如用于在冷却装置中保存食物、在医疗领域保持身体部分较热或较冷、以及其他应用。螺旋41有利地由诸如铝或铜的具有高导热系数的材料制成，并且被适当地涂覆以避免接触食品。这样，当例如已经通过将舱13***冷藏器以使得体积B中容纳的物质适当地冷却时，流经螺旋或流动导管41的咖啡释放其热量并且变冷，从而以显著低于浸泡单元27的制作温度的温度到达出口导管41B。通过使用具有适当的尺寸和适当的热惯性的舱，可以在舱的出口处获得与例如通过搅拌器手动(即通过将机器产出的热咖啡与冰块混合)获得的咖啡温度相同的咖啡。由此通过喷嘴5提供冷咖啡。替代地，可以省略导管37并且出口接头41B可以以不同的方式定位在舱13上，例如它可以横向伸出以直接将冷咖啡供应到放置在机器1的安置面3(图1)上的杯子T中。在其他的实施方式中，出口接头41B可以***用于从机器供应冷咖啡的另一个导管，不连接至喷嘴5而是连接至另一个回路。

在一些实施方式中，为了获得有泡沫的冷咖啡(与可以通过手工处理获得的摇过的冷咖啡很类似)，辅助回路33还可以包括通过回流阀47连接至导管39的空气压缩机45。这样，压缩机45可以适当地由可编程电子控制单元36控制，并且可以在辅助回路33中适合的点处(优选地沿着导管39)将压缩空气注入咖啡中，从而在流出舱13的冷咖啡中形成泡沫。

通过使制冷舱13的体积V具有适当的尺寸，制冷舱13可以提供适合份数的冷咖啡。但是，由于流经导管或螺旋41的咖啡释放的热量的影响以及由于跑冷损失效应(即经舱13的壁从周围环境吸收热量)，舱13逐渐地变暖。舱13优选地涂覆有隔离材料，但是因为隔离会阻碍或减缓舱13在冷藏器中的冷却过程，所以隔离度不会特别高。舱也可以设置有可去除的隔离***，当在机器中使用舱时应用该隔离***，而当将舱放入冷藏器中时去除该隔离***。

在一些实施方式中，为了在更长的时间内保持舱13较冷(或以任何方式减缓舱13中吸热材料的相变)，舱可以设有有源制冷装置。根据一些实施方式(特别如图4所示)，舱13可以设有有源制冷***，包括一个或多个珀尔帖单体51，珀尔帖单体51优选地设有用于将单体51由于珀尔帖效应而产生的热量散发出去的散热片53。珀尔帖单体51可以通过与舱13相关联的插头55供电；当舱13***机器1中时这些插头也与机器内部的相应的电触点接触。在图3的示图中，附图标记57示意性地示出向与舱13相关联的一个或多个珀尔帖单体(当舱如图4所示地设有珀尔帖单体时)供电的直流电源。

在一些替代的实施方式中，一个或多个珀尔帖单体51可以固定地布置在壳体11中，舱13完全地或部分地***壳体11中。这样，舱的生产成本更低，因此用户可以以较低的花费购买多个舱并且可以将它们在冷藏器中保持低温并每次使用。

在替代的实施方式中，壳体11可以设有制冷回路的冷却剂并且由此冷却。图5示意性地示出该类实施方式，其中制冷回路示意性地由附图标记61表示。它可以是专用的回路，或者可以是机器设有的同样的回路，例如在机器是也能够保存和提供保持低温的冷饮和/或食物的自动贩卖机的情况下即是如此。在图5的示图中，附图标记63一般地表示封装有液压部件(在图3中示出而在图5的简化示图中未示出)的机组。附图标记65表示制冷螺旋，即回路61的冷却剂所流经的热交换器。在该情况下，舱13被***机器的插座或壳体11，并且由于热交换器65的作用而保持低于环境温度。热交换器可以作用于单面，或者优选地可以作用于插座或壳体11的两面或更多面以获得更高效率的冷却。

通过适当尺寸的珀尔帖单体51和/或制冷回路61，也可以使用在其体积V中不含有储冷材料的舱13。替代地，这些材料可以仅作为热飞轮***而设置，而珀尔帖单体51和/或热交换器65吸取从流经舱13并且经过容纳在舱13的内部体积中的凝胶或其他储冷材料的咖啡所释放的热量。

在一些实施方式中，特别是在自动装置的情况下，舱13可以稳定地***机器的壳体或插座11中，而不是可以抽出以***冷藏器中的。

应当理解，附图仅示出作为本发明的实用的布置的一个例子，它在形式和布置上可以变化而不会脱离本发明的概念的范围。权利要求书中的附图标记仅用于帮助根据说明书和附图来理解权利要求，而不以任何方式限制权利要求所限定的保护范围。

Claims (21)

1.一种咖啡机，包括煮器、泵、用于制作咖啡的浸泡单元，其特征在于具有用于制作冷咖啡的辅助回路，所述辅助回路能够连接至所述浸泡单元的出口。

2.根据权利要求1所述的咖啡机，其特征在于具有制冷舱，所述制冷舱能够与所述浸泡单元相关联。

3.根据权利要求2所述的咖啡机，其特征在于所述辅助回路包括切换阀，以将所述浸泡单元的所述出***替地与用于分配咖啡的喷嘴以及与所述制冷舱相连。

4.根据权利要求2或3所述的咖啡机，其特征在于包括制冷装置，其用于从所述制冷舱吸取热量。

5.根据权利要求4所述的咖啡机，其特征在于所述制冷装置包括至少一个珀尔帖单体。

6.根据权利要求4所述的咖啡机，其特征在于包括制冷单元，且所述制冷装置包括至少一个热交换器，所述热交换器连接至所述制冷单元的制冷流体回路。

7.根据权利要求2至6中的一项或多项所述的咖啡机，其特征在于所述制冷舱是可去除的。

8.根据权利要求2至7中的一项或多项所述的咖啡机，其特征在于优选地为螺旋形的用于咖啡流动的导管被容纳在所述制冷舱中。

9.根据权利要求8所述的咖啡机，其特征在于所述用于咖啡流动的导管包括热咖啡入口和冷咖啡出口，所述入口能够连接至用于连接至所述浸泡单元的接头。

10.根据权利要求9所述的咖啡机，其特征在于所述出口能够连接至所述咖啡机的所述分配喷嘴。

11.根据权利要求9或10所述的咖啡机，其特征在于所述入口和/或所述出口能够通过所述换向阀连接至所述浸泡单元和/或所述分配喷嘴。

12.根据权利要求8至11中的一项或多项所述的咖啡机，其特征在于所述用于咖啡流动的导管与储冷材料热接触。

13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的咖啡机，其特征在于其包括压缩气体源，所述压缩气体源能够连接至所述辅助回路以将压缩气体注入所述辅助回路中。

14.根据权利要求13所述的咖啡机，其特征在于所述压缩气体源包括空气压缩机。

15.一种用于从热咖啡流开始制做冷咖啡的制冷舱，包括热咖啡入口和冷咖啡出口，所述入口和出口经咖啡流动导管彼此连接，所述咖啡流动导管与热量去除***热接触。

16.根据权利要求15所述的制冷舱，其特征在于其包括与咖啡机的回路的耦合。

17.根据权利要求15或16所述的制冷舱，其特征在于所述导管为螺旋形的。

18.根据权利要求15至17中的一项或多项所述的制冷舱，其特征在于所述咖啡流动导管与容纳在所述制冷舱中的大量储冷材料热接触。

19.根据权利要求15至18中的一项或多项所述的制冷舱，其特征在于包括用于从流经所述舱的咖啡去除热量的有源***。

20.根据权利要求19所述的制冷舱，其特征在于其包括至少一个珀尔帖单体和用于电源的连接。

21.一种用于制作冷咖啡的方法，包括步骤：

通过使热水流过浸泡单元来制作热咖啡；

使所述热咖啡经过制冷舱。

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