CN113015468A - 磁性驱动的饮料冲泡***和方法 - Google Patents

Abstract

咖啡冲泡***包括冲泡器皿，该冲泡器皿适于接纳水和磨制咖啡以产生和储存冲泡的饮料。冲泡器皿包括过滤器和在冲泡器皿的下部部分中的磁体搅拌器。磁体搅拌器产生水漩涡以冲泡咖啡。已使用的咖啡磨制物被允许沉降在过滤器上，从而产生已使用的咖啡磨制物层，并且然后将咖啡通过已使用的咖啡磨制物层和过滤器过滤，并收集在咖啡储存容器中。

Description

磁性驱动的饮料冲泡***和方法

技术领域

本公开总体涉及用于冲泡饮料的***和方法。更特别地，本公开涉及用于以快速和方便的方式冲泡高质量的热咖啡和冷冲泡咖啡的***和方法。

背景技术

咖啡是每天都有大量的消费者消费的非常受欢迎的饮料。通常，消费者依靠咖啡店、饭店和大量生产冲泡咖啡的其他地方供消费者消费。在制作大量咖啡时，使用了典型的咖啡冲泡机，典型的咖啡冲泡机使热水通过咖啡磨制物的静态层以产生收集在咖啡容器中的咖啡饮料。这被称为滴式咖啡机。咖啡磨制物的静态层通常容纳在装在漏斗中的一次性纸质过滤器中，该层是通过磨制烘焙过的咖啡豆而产生的。

咖啡磨制物的静态层存在许多问题，这些问题会对使用已知冲泡机根据常规冲泡方法制得的咖啡产生负面影响。当热水通过咖啡磨制物的静态层时，很难维持热水的温度。在咖啡磨制物顶部处引入的热水比通过咖啡磨制物底部的水和溶解的咖啡要热。也就是说，当滴落到静态层顶部上的热水通过渣层下降时，热水损失了热，并且当水到达咖啡磨制物的静态层的底部区域时，水的温度大幅降低。通过静态咖啡磨制物层的水温的温度下降会产生温度梯度，该温度梯度可能会对产生的冲泡咖啡的质量产生负面影响。除其他事项外，常规的滴滤咖啡可能会变得苦和酸。

另外，水通道是由水穿过咖啡磨制物静态层而得到的。水通道使水穿过咖啡磨制物静态层的大致相同部分。另外，在通道中暴露相同的咖啡磨制物会导致水从咖啡磨制物中提取不理想的化学物质中的更多不理想的化学物质，并产生不良的咖啡。此外，包含在剩余咖啡磨制物中而不在通道中的期望的风味成分的部分未被充分地提取，这导致有效地浪费了咖啡豆和风味。

另外，用过的咖啡磨制物仅可用于产生一定量的咖啡，直到所产生的咖啡的味道变得不良为止。当咖啡冲泡循环完成时，需要将这些过滤器盘/漏斗中的用过的咖啡磨制物和潮湿的过滤器进行物理移除。工作人员需要不断抬起沉重的过滤器盘、取出、清洁并再填充有新的过滤器和咖啡磨制物。这些具有过滤器的过滤器盘通常定位在典型的咖啡冲泡器的顶部附近，以允许重力使水通过渣，并能够为咖啡店的工作人员以方便的高度分配咖啡。然而，对于工作人员而言，必须不断地到达这些冲泡机的顶部来抬起、移除和再填充过滤器盘，并且过滤器可能有工作安全的问题。

为了解决与水流动通过磨制咖啡的静态层有关的缺陷，Mazzola的专利申请、美国专利第2005/0008744号公开了滴式咖啡机，该咖啡机在热水引入咖啡磨制物时使用旋转桨对咖啡磨制物进行搅拌。然而，首先由水流动通过咖啡磨制物而产生的咖啡的风味，并且然后过滤器将比随后由水流动通过咖啡磨制物而产生的咖啡的风味更浓。

在King的美国专利第5349897号中，公开了用于形成单杯咖啡的咖啡机，该咖啡机中有上部冲泡器皿和下部咖啡接纳容纳器。网式过滤器位于上部冲泡器皿和下部冲泡咖啡接纳容纳器之间。将磨制的咖啡***到上部冲泡器皿中，并通过活塞将空气流向上推动到冲泡器皿中，该活塞在冲泡过程中将咖啡磨制物和上部室中的水混合。冲泡单杯咖啡后，活塞反转方向并且活塞将上部室中的咖啡通过过滤器吸入到下部咖啡接纳容纳器中，然后在该下部咖啡接纳容纳器处分配咖啡。

在Fishbein的美国专利申请第2010/0203209号中，咖啡机具有冲泡器皿，在冲泡器皿中具有旋转叶片或磁性耦合的搅拌器，用于混合水和咖啡磨制物。然后将冲泡器皿中的所有内容物泵送通过过滤器，该过滤器将用过的咖啡磨制物与咖啡分开，并且然后将咖啡储存在咖啡容器中。

在Mathieu的授权美国专利3171344中公开了用作具有自动清洁功能的咖啡售货机的咖啡机。将咖啡磨制物和水在冲泡器皿B中混合。然后将冲泡器皿的所有内容物沉积到包含锥形过滤器的过滤器室F中。快速旋转的搅拌器58搅拌流态化的浆体。通过过滤器F将咖啡与流态化的浆体分离，并收集在容纳器中。然后将水喷洒到过滤器室F中，以清洗过滤器和冲泡器皿，并且然后将用过的咖啡磨制物从冲泡器皿的底部排出到下水道***或排出到收集室中。

冷冲泡咖啡不会在通常用于制作热咖啡的温度处用水冲泡咖啡。相反，将磨制的咖啡与温度更低、更接近室温处的水混合。磨制的咖啡和水的混合物通常在一起保持12小时至24小时。然后，冷冲泡咖啡通过***到制冷机或通过加冰从用过的咖啡磨制物中过滤出来并冷冻。由于漫长的冲泡周期，零售机构将不得不储存大量的冷冲泡咖啡，以满足客户的需求。因此，零售商通常使用浓缩冷冲泡并将浓缩冷冲泡与冷水和冰混合。浓缩液不是新鲜的，并且通常会包含化学防腐剂。

在Yu的专利申请2016/0270587中，公开了冷冲泡咖啡机，在冷冲泡咖啡机中，咖啡磨制物和水通过旋转叶片混合以在冲泡器皿中产生湍流。Yu还公开了通过单独的过滤器来移除用过的咖啡磨制物。

Cuisinart的冷冲泡机(参见www.cuisinart.com)将咖啡磨制物和水在由过滤材料制成的旋转篮中旋转，以在家用单元中进行冷冲泡。独立篮的旋转导致磨制的咖啡豆在离心力的作用下被迫抵靠在篮的侧部。根据所需冷冲泡咖啡的强度，制作冷冲泡的循环时间大约在30分钟至45分钟之间。

发明内容

以下是本发明各个方面的概述。本申请文件使用以下限定术语：“咖啡豆”是烘焙咖啡豆；“咖啡磨制物”是通过本发明的咖啡磨制机或单独的咖啡磨制机而磨制的烘焙咖啡豆；“流态化浆体”是咖啡磨制物和水在冲泡过程中的混合物，不管是热的还是冷的；“已使用的咖啡磨制物”是在冲泡过程中和冲泡后呈流态化浆体的渣；“咖啡”是流态化浆体过滤后获得的流体。咖啡可能含有沉淀物，也可能不含有沉淀物；而“沉淀物”是已使用的咖啡磨制物的颗粒，所述颗粒穿过过滤器，但不溶解在咖啡中。

在本发明的优选实施方式中，冲泡器皿接纳水和咖啡磨制物以产生冲泡饮料。冲泡器皿的壁的部分由诸如耐热玻璃的透明材料制成，使得咖啡的冲泡操作是可见的。冲泡器皿包括布置在冲泡器皿的下部部分中的可重复使用的过滤器，该过滤器优选为锥形的，该过滤器用于从咖啡磨制物和水(流态化的浆体)的混合物中过滤咖啡。冲泡器皿的下部部分中的磁性搅拌器联接至磁性搅拌器下方的马达，该磁性搅拌器形成水漩涡，以用于混合磨制的咖啡和水，并且同时防止已使用的咖啡磨制物的小颗粒堵塞过滤器的孔隙。

在磁性搅拌器被停止时，流态化浆体中的已使用的咖啡磨制物沉降到冲泡器皿的下部部分，从而如果不覆盖过滤器和底部蝶形阀的全部的话，则覆盖过滤器和底部蝶形阀的至少一部分。在已使用的咖啡磨制物基本沉降之后，然后将咖啡从冲泡器皿中取出并储存在单独的咖啡容器、比如恒温器中。

冲泡器皿在冲泡器皿的底部部分处连接至渣出口斜道，该斜道适于在从冲泡器皿中取出咖啡之后移除已使用的咖啡磨制物。具有关闭和打开位置的蝶形阀覆盖出口斜道，以允许已使用的咖啡磨制物进入出口斜道，并且然后到达排放道或已使用的咖啡磨制物收集器。蝶形阀由马达控制。

通过冲泡器皿的玻璃壁，在冲泡器皿中的水有显着的热损失，并且在将磨制的咖啡引入到冲泡器皿中的水中时也是如此。为了替代损失的热，基部包括水循环换热***，用于替代损失的热。

本发明还可以用于制作冷冲泡咖啡。通常，在制作冷冲泡咖啡时，水的温度低于用于热咖啡的水的温度。

还公开了本发明的家用版本，其中可以制作热咖啡和冷冲泡咖啡。在优选实施方式中，家用版本将不具有自动清洁***，但是将具有用于清洁的可移动部件。除此之外，家用版本的操作将与工业版基本相同。

以上概要相当广泛地概述了本发明的一些特征和技术优势，以便可以更好地理解下面的详细描述。下面将描述本公开的附加特征和优点。本领域技术人员应该理解，本公开可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应当意识到，此类等同构造不背离如所附权利要求书中阐述的本公开的教导。当结合所附附图考虑时，将从以下描述中更好地理解被认为是本公开的特征的新颖特征，关于本公开的部件的组织和操作方法，以及另外的目的和优点。然而，应当明确地理解的是，提供附图中的每个附图仅出于说明和描述的目的，并且不旨在作为对本公开的限制的限定。

本发明的目的

本发明的目的是制作更顺滑的咖啡。

本发明的另一目的是更有效地提取磨制咖啡的风味。

本发明的又一目的是制作更均匀的冲泡咖啡。

本发明的又一目的是更有效地使用咖啡磨制物。

本发明的另一目的是在更少的时间内制作冷冲泡咖啡。

本发明的又一目的是提供可以制作热咖啡和冷冲泡咖啡两者的咖啡机。

根据以下申请文件和附图，本发明的这些和其他目的将变得明显。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在参考结合所附附图进行的以下描述。

图1示出了根据本公开的方面的磁性驱动产生漩涡的饮料冲泡***的第一立体图；

图2示出了根据本公开的方面的磁性驱动的饮料冲泡***的沿图1的线2-2截取的第一详细截面图；

图3示出了根据本公开的方面的图2的磁性驱动饮料冲泡***的下部部分的放大的详细截面图；

图4示出了用于对图1的磁性驱动的饮料冲泡***的水进行加热和冷却的控制和再循环***的沿图1的线2-2截取的示意性截面图；

图5示出了用于图2的冲泡***的替代性的热交换的示意性截面图；

图6示出了根据本公开的方面的用于磁性驱动的饮料冲泡***的清洁***的示意性截面图；

图7示出了图1的磁性驱动的饮料冲泡***的替代实施方式的详细截面图，该***具有在出口斜道中的扩大的底部磨制室和再循环***。

图8示出了在冲泡周期中咖啡的流态化层的流动的示意图；

图9示出了在磁体搅拌器停止之后用过的咖啡磨制物的沉降层的示意图；

图10示出了图1沿线10-10截取的截面顶部视图，示出了加热/冷却交换器；

图11示出了本发明的优选实施方式的壳体、旋转器和过滤器的顶部立体图；

图12示出了图11的支撑过滤器的部件的分解立体图；

图13示出了从饮料冲泡***到咖啡容器的咖啡移除线；

图14示出了咖啡移除线与排放道中的Y形连接部的连接；

图15示出了在咖啡机清洁期间使用的蝶形阀组件；

图16示出了用于图1的磁性驱动饮料冲泡***的冷冻豆磨制机的示意性截面图；

图17示出了处于关闭操作位置的本发明的家用版本的侧视截面图；

图18示出了本发明的家用版本的侧视截面图，其中，冲泡器皿和过滤器隔室是敞开的；

图19示出了本发明的家用版本的侧视截面图，其中，冲泡器皿和过滤器隔室是分开的；

图20示出了本发明的家用版本的沿图17的线20-20截取的处于关闭位置的可旋转覆盖构件的俯视图；

图21示出了本发明的家用版本的沿图17的线20-20的处于打开位置的可旋转覆盖构件的俯视图；

图22示出了沿图17的线22-22的可旋转覆盖构件的俯视截面图；

具体实施方式

结合所附附图，以下阐述的详细描述旨在作为各种构型的描述，而不旨在代表可以实践本文中描述的概念的唯一构型。为了提供对各种概念的透彻理解，详细描述包括特定细节。然而，对于本领域技术人员而言将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在某些情况下，以框图形式示出了公知的结构和部件，以便避免使这些概念模糊。如本文中所述，术语“和/或”的使用旨在表示“包含性的或”，并且术语“或”的使用旨在表示“排除性的或”。

如图1中所示，饮料冲泡***100大致包括冲泡器皿102，在冲泡器皿102的顶部的覆盖件104以及设置在覆盖件104上的豆磨制机组件106。豆磨制机组件106具有磨制机组件壳体107。另外，冲泡器皿102的下部部分布置在基部108上和内。在优选实施方式中，基部由不锈钢制成。出口斜道110联接至冲泡器皿102的第二端部并与之流体连通，该第二端部与基部108下方的第二端部相反。联接至基部108的壳体112适于容纳饮料冲泡***的元件。基部108还具有从基部108延伸的导管座部113，并对从导管座113延伸至覆盖部分104的导管114进行接纳。导管114适于支撑覆盖件104和豆磨制机组件106，并提供用于容纳流体和/或水和电线的通道，以允许使用管、电线等将流体和/或水和电供给到饮料冲泡***100的不同部分。进水口800连接至冲泡器皿102的内部。

冲泡器皿102的在基部108上方的壁的部分可以由玻璃或其他透明材料制成，以便提供产生漩涡的冲泡过程的视图。然而，冲泡器皿102可以由完全不透明的材料制成。冲泡器皿102能够处理高达并包括约500华氏度的温度。冲泡器皿102具有布置在冲泡器皿102的壁的透明部分的外部上的次级透明层。次级透明层用于温度隔离，以帮助维持所冲泡的饮料的期望温度，以及如果冲泡器皿102泄漏而容纳泄漏。次级透明层是外部有机玻璃管、乙烯基包装件、聚碳酸酯包装件的等。本领域技术人员应理解的是，冲泡器皿不一定需要是透明的，而相反是可以是不透明的或完全不透明的。

在图12中单独显示的过滤器128包括上部过滤器密封部237和下部过滤器密封部239。过滤器128由尼龙制成，但是可以由其他耐热材料制成，例如聚合物网状过滤器、聚酯过滤膜等。在优选的实施方案中，使用孔隙在约35微米至40微米范围内的过滤器。过滤器128是锥形的并且在两个端部以及以上部直径为9英寸且下部直径为5英寸的约4英寸高处开口。也可以使用其他形状和尺寸。

如图12中所示，锥形过滤器支撑环700支撑过滤器128。锥形过滤器支撑环700配装在基部108内并搁置在突出部702上。锥形过滤器支撑环700的内壁704与过滤器128间隔开，留下狭窄的开口706，以用于过滤后的咖啡至咖啡积聚储存部164的通道。锥形过滤器支撑环700的外部部分712形成环形热交换器508的一个壁，而内部渐缩部分704形成环形热交换器508的另一壁。分隔部513控制环形热交换器508内的水的流动。

如图2和图3中所示，冲泡器皿102还包括布置在冲泡器皿102下部部分中的磁体搅拌器158。磁体搅拌器158以足以在不同负载下混合咖啡磨制物和水的速度旋转。搅拌器的速度优选足够快以形成流体/水漩涡。磁体搅拌器是磁体，并且可以用塑料或其他惰性材料覆盖，以防止在冲泡过程中与水接触而形成腐蚀。

磁体搅拌器158配装在冲泡器皿102的底部中的大致非磁性的碟形件157内。碟形件157用于限制磁体搅拌器158离开该磁体搅拌器与马达162磁性耦合的位置的能力。另外，如图8中所示，在冲泡过程中，碟形件157的唇状部159引导流态化的浆体沿大致向上的方向流动，该方向基本上平行于过滤器128的表面或与过滤器128的表面相切。磁体搅拌器158能够基于期望要产生的饮料对水合磨制的咖啡进行搅拌选定的时间量，并且以以不同的速度在时间段内对水和磨制的咖啡进行搅拌。在咖啡冲泡周期之后，磁体搅拌器158用于搅拌水和清洁溶液以冲洗和清洁饮料冲泡***100，如下所讨论的。

磁体搅拌器158磁性地连接至位于冲泡器皿外侧的机电驱动***(例如，马达162和驱动***160)，以避免复杂的密封机构和/或需要从冲泡器皿102的外部到内部密封轴。应当理解的是，马达162也可以直接驱动磁体搅拌器158，而无需中间的驱动***。如所示的，旋转平台和磁体搅拌器158旋转地定位在基部108的大致居中定位的位置。

尽管上面描述了磁体搅拌器，但也可以在磁体搅拌器的位置使用马达驱动的叶片***。此类叶片***将需要用于叶片、轴和承载件和/或密封件的防水壳体，以防止从冲泡器皿102泄漏。公认的是，与热水持续接触的任何密封件或金属部分都可能会变质和泄漏。磁体搅拌器158的使用避免了此类泄漏。

围绕磁体搅拌器158的和在过滤器128外部的区域限定了饮料/咖啡积聚储存部164，其中，该积聚储存部将冲泡的饮料积聚物用于通过咖啡出口开口180和咖啡出口管线182由挠性咖啡移除管线129取出。

如图4和图10至图12中所示，基部108具有围绕的环形热交换器508，以使热水在环形热交换器508中循环进出，以便在冲泡期间将冲泡器皿102和流态化浆体加热至所需的温度。如果水太热，则较冷的水从制冷机单元202通过并进入环形热交换器508。通常由来自热水加热器502加热的水源500的大约195°F的热水由通过阀512控制的泵504泵送到环形热交换器508周围的进口506中，并且从出口510泵送处并返回至热水加热器502。分隔部513控制水流动的方向。泵504、阀512以及水加热器502和相关阀的温度均由控制器514控制。

如图5中所示，在替代实施方式中，温度控制管204盘旋在冲泡器皿102的下部部分周围，以帮助维持水的温度，代替上述的环形热交换器508。热水或冷却水将在一端部211处进入盘旋管204，并从盘旋管204的另一端部213离开。控制器215对来自水源217、泵219、加热器221、制冷机***202以及相关阀的水的流动进行控制。

替代性地，基部108除了通过被加热的流体来加热之外或替代性地，可以通过其他导热元件(未示出)来加热。

如果发现需要对冲泡器皿102中的流态化浆体进行额外加热，则有次级且独立的水循环***用于加热冲泡器皿102中的水，如图4中所示。控制器188控制再循环管196、热水加热器502、泵200和制冷单元202，以确保冲泡器皿102内的水处于并保持在用于冲泡饮料的最佳温度处。在该实施方式中，在液位传感器192确定已经分配了足够的水用于冲泡时，控制器514通过马达173和平齿轮175使再循环管196被降低到冲泡器皿102和水中。再循环管196与泵200流体连通，并且周期性地(或连续地)从冲泡器皿102的顶部部分抽取水，其中水的温度可以比冲泡器皿102的下部部分处的温度低，并循环将水抽取至加热器198。该***通过冲泡器皿102中的传感器T193连续监测水温，直到水达到所需温度为止。

替代性地，如果冲泡器皿102中的水太热，则泵200可以将水泵送到制冷单元202以另外调节水的温度。可以将流体从加热器198或制冷单元202泵送到冲泡器皿顶部中的至少一个喷嘴186，以允许水重新进入冲泡器皿102。温度传感器206可以用于确定冲泡器皿102内的流体何时处于最佳的/期望的温度。当器皿内的流体处于期望的/选定的温度时，控制器188使再循环管196从冲泡器皿102中的水缩回，并且然后可以将咖啡磨制物添加至冲泡器皿102。

仅在将咖啡磨制物添加至冲泡器皿102之前使用上述水循环***。在将咖啡磨制物添加至冲泡器皿102之前，再循环管196的取出防止了流态化浆体中的咖啡磨制物与再循环管196的内部接触，从而避免必须清洁水循环***部件。

参照图2、图3和图15，出口斜道110在其上部端部处具有蝶形阀组件134。蝶形阀136适于在关闭位置135和打开位置137之间致动，如图3中的虚线所示。蝶形阀136由马达组件111控制。当处于关闭位置135时，可防止用过的咖啡磨制物通过到出口斜道110中。如图15中详细示出的，当处于打开位置137时，允许用过的咖啡磨制物G通过到出口斜道110中至排放道D。

蝶形阀组件134包括蝶形阀136、蝶形阀支撑件140、144。筛选部(screen)139位于蝶形阀136上方，该筛选部可接近进水口141，进水口141又连接至空气源或水源143。蝶形阀136布置在蝶形阀座部138内并且可以相对于座部138致动以枢转。蝶形阀136和蝶形阀座部138容纳在蝶形阀组件容纳部分140、142之间。

如图16中所示，豆磨制机组件106包括豆料斗168，该豆料斗168适于储存和制备例如咖啡豆的豆(或其他配料)，用于磨制以产生磨制物，该磨制物待引入到饮料冲泡***100中并用于饮料冲泡***100以冲泡饮料。豆料斗168联接至磨制壳体170，以允许将咖啡豆被下落到磨制壳体170中，其中咖啡豆可以例如通过毛刺磨制机而被磨制成饮料(例如咖啡)磨制物。也可以使用任何其他类型的磨制机。豆给送器171可用于在豆料斗168内产生运动，以促使咖啡豆被推入磨制壳体170中。磨制马达172联接至磨制壳体170，以驱动磨制机以将咖啡豆磨制成咖啡磨制物。豆磨制机组件106具有磨制坡道174，该磨制坡道适于向以下位置移动：该位置用于将从磨制壳体通过形成在覆盖部分104中的孔176下落的咖啡磨制物引导到由磁体搅拌器158产生的水旋涡的适当部分中，以冲泡饮料/咖啡。磨制机组件106具有小齿轮178和齿条180，以打开位置与关闭位置之间致动豆磨制机组件106，在打开位置处允许咖啡磨制物通过孔176进入冲泡器皿102，在关闭位置处密封冲泡器皿102和孔176。

在替代实施方式中，豆料斗168可具有围绕豆料斗168的底部部分布置的冷却盘旋件182。冷却盘旋件182可以适于在磨制之前使储存在豆料斗168中的咖啡豆保持冷却，以产生更高质量的冲泡饮料。冷却盘旋件182可以通过布置在磨制机组件壳体107内或与磨制机组件壳体107靠近的制冷单元184来保持冷却。作为说明，冷空气鼓风机186可以布置在磨制机组件壳体107内或附近。冷空气鼓风机186可以适于在咖啡豆进入磨制壳体体170时向咖啡豆吹送冷空气，其中部分冷空气与磨制机接触以将磨制机维持在低的温度处。制冷单元184和冷空气鼓风机可以由控制器188控制。

现在将描述本发明的咖啡饮料冲泡***的整个循环。冲泡器皿102填充有来自喷嘴190的水，以自动地对要用于将冲泡的饮料冲泡到冲泡器皿102中的所需量的水进行给送。在优选实施方式中，冲泡器皿的容量为5加仑，并填充由约3加仑的水用于冲泡，尽管应当理解的是，根据本公开的***可以以较小或较大的规模来实施。

喷嘴190从连接到水源191的水导管192给送水。水源191可以是能够将水给送到冲泡***100中的各种水源中的任何水源，例如水箱、储存部、过滤的分配器等。水导管192可以是能够将水从水源191传输到至少一个喷嘴190的各种类型的管道、管等中的任何一者。根据由液位传感器194所确定的，喷嘴190将水给送到冲泡器皿102中，直到达到期望的容量为止。液位传感器194可以是能够检测容器内的流体的流量或液位的各种传感器中的任何一者，诸如流量传感器、电容传感器、光学传感器、应变计等。同时，将热水泵送通过环形热交换器508，以加热冲泡器皿102。在将磨制咖啡G***到冲泡器皿102中之前，只有水在冲泡器皿102中。水通过过滤器128进入积聚储存部164，从而对积聚储存部进行填充，直到咖啡被取出。由于水的静水压以及由于来自流态化的浆体的压力被迫压在过滤器上，因此在冲泡期间一些咖啡可以通过过滤器128。

如果已经使用了二次水循环管***，则当达到选定的水温时，控制器188使循环管196从水取出。如上所述，仅当环形热交换器508不足以使冲泡器皿102中的水处于选定温度时，才使用再循环管196。

然后，控制器188启动马达162以驱动磁体搅拌器158以在冲泡器皿102中形成热水漩涡。当形成水漩涡时，如上所述，咖啡豆磨制机组件106对咖啡豆进行磨制以从所储存的咖啡豆中产生咖啡磨制物。使用磨制坡道174将咖啡磨制物G从咖啡豆磨制机组件106给送到冲泡器皿102中的水漩涡中，以确保适当地放置在漩涡的涡旋边缘处。当预定量的咖啡磨制物下落到水漩涡中时，控制器188将咖啡豆磨制机组件106致动到关闭位置以密封孔176，以防止额外的咖啡磨制物进入冲泡器皿102。

参照图8，示出了冲泡过程中流态化浆体的流动。通过磁体搅拌器158的旋转，将流态化的浆体向外(箭头)引导，并由碟形件157的唇状部159沿大致向上的方向朝向过滤器128引导。流态化浆体的流动通常与过滤器128的表面平行或相切地通过，并且然后继续向上流动，直到随后将流态化浆体引导朝向流态化浆体的顶部，并且然后引导朝向由磁搅拌器158生成的漩涡的中央。流态化浆体沿过滤器128的表面的通道作用成将流态化层中的任何沉积物或小的咖啡磨制物从过滤器128上冲刷走，以防止过滤器被类似淤泥的沉积物堵塞。在选定的时间段之后，磁体搅拌器停止运行。典型的冲泡时间为约8分钟，但取决于所用的水量，所用的咖啡磨制物的量以及所需的咖啡浓度。当冲泡完成时，磁体搅拌器158停止运行，并且允许流态化的浆体中的用过的咖啡磨制物沉降。

在关闭磁体搅拌器158之后，允许用过的咖啡磨制物G沉降约2分钟。用过的咖啡磨制物沉降到冲泡器皿的底部和过滤器和蝶形阀的顶部以及隔室140中。参考图9，示出了用过的咖啡磨制物的图。用过的咖啡磨制物中较大尺寸的渣(L)由于重力首先沉降，而最小尺寸的渣最后沉降(S)。中间尺寸的渣在较大尺寸的渣与最小尺寸的渣之间沉降。用过的咖啡磨制物(S)的顶部层基本是沉降物，该沉降物的尺寸小于过滤器128中的空隙或开口的尺寸。使较大的用过的咖啡磨制物(L)首先沉降在过滤器128上防止最小的用过的咖啡磨制物颗粒(S)配装在过滤器128的空隙内并大致穿过过滤器128而对过滤器128中的开口造成堵塞。

参考图13和图14，示出了从冲泡器皿102中取出咖啡的过程。咖啡移除线129由挠性耐热材料制成。咖啡移除管线129的一个端部601附接到咖啡出口管线182，咖啡出口管线182又连接到围绕过滤器128的积聚储存部164。泵602用于加速咖啡的取出。泵602与阀604协同操作。如在家用版本中那样，有可能使咖啡因重力而通过过滤器128下落到没有泵602的咖啡移除管线129，但是在商业环境中，这将花费太长的时间，并且在商业上将是不可接受的。咖啡移除管线129的另一端部606具有连接到咖啡容器610的快速释放阀608，该咖啡容器610还具有对应的快速释放阀。快速释放阀608当未连接到咖啡容器610时防止咖啡移除管线129内的热咖啡被排放。在从冲泡器皿102中取出大致所有的咖啡之后，将咖啡移除管线129与咖啡容器610断开连接，并且咖啡移除管线129的端部606通过排放道Y连接件611连接至排放道。排放道Y连接件611的输入部还具有快速释放阀609。在冲泡***的清洁期间，咖啡移除管线129也被清洁，并且清洁流体穿过咖啡移除管线129并到达排放道Y连接件611。

图6示出了根据本公开的饮料冲泡***的清洁。从冲泡器皿102中取出大致所有的冲泡饮料后，通过喷嘴800从冲泡器皿顶部喷洒水，以冲走任何残留的咖啡磨制物G。此外，可将肥皂/清洁溶液泵送入填充冲泡器皿102的水中。控制器打开磁体搅拌器158以生成清洁水的运动，以帮助清洁饮料冲泡***100。同时，蝶形阀136在处于关闭位置时通过开口121向蝶形阀136的上部部分上的筛选部139喷射空气或水，以排出搁置在蝶形阀136的顶部上的任何积聚的用过的咖啡磨制物。然后打开蝶形阀136，将水、清洁溶液和用过的咖啡磨制物清洗到出口斜道110并到达排放道D。同时，蝶形阀136被清洁。然后关闭蝶形阀136。然后启动清洁水的冲洗循环，将热水分配到冲泡器皿中，以从冲泡器皿102内部冲洗残留的肥皂/清洁溶液。然后再次打开蝶形阀136，以将内容物排放到排放道D。

图7示出了具有在底部地面室133中的第一蝶形阀组件134和第二蝶形阀组件148的替代出口斜道116。如上所述，第一蝶形阀组件134在打开位置之间致动，以允许来自冲泡器皿102中的饮料冲泡的用过的咖啡磨制物进入底部渣室133。第二蝶形阀组件148布置成邻近出口斜道132的第二端部，并在冲泡周期结束时保持关闭状态，使得渣下降到底部渣室133中到达封闭的第二蝶形阀组件148上。第二个蝶形阀组件具有细小的筛选部。与第一蝶形阀136相同。

在咖啡已经被取出并且用过的咖啡磨制物已经沉淀之后，水或空气的基本上快速喷射使第一蝶形阀136上方的用过的咖啡磨制物松动，并且然后第一蝶形阀136被打开，以允许被移出的咖啡磨制物落入底部渣室133中，如图7中所示，而第二蝶形阀组件148保持关闭。当基本上所有的排出的咖啡磨制物都进入底部渣室133时，将第一蝶形阀136致动到关闭位置，以防止额外的用过的咖啡磨制物进入底部渣室133。

管线900连接至渣室133的底部的开口902，并与冲泡器皿102的顶部处的开口904流体连通，使得通过泵906将剩余的冲泡饮料从底部渣室133移回到冲泡器皿102中。

当剩余的冲泡饮料被泵送回冲泡器皿102中时，第二蝶形阀打开，并且来自供水装置139的水的喷射适于输出基本上快速的流体喷射，以在底部渣室133中使第二蝶形阀150的顶部上收集的用过的咖啡磨制物排出或松动，类似于如上所述第一蝶形阀136使积聚用过的咖啡磨制物排出或松动的方式。然后过滤残留的冲泡饮料，从而防止冲泡咖啡被浪费。

图18至图23示出了本发明的家用版本。图18示出了冲泡器皿408；包括标准玻璃咖啡瓶的咖啡储存室422；水加热室402；咖啡豆磨制机404；和瓶加热板420。冲泡器皿的壁的一部分可以是透明的，以用于观察咖啡的冲泡。水加热室402中的出口403和咖啡豆磨制机404中的出口407允许水和磨制的咖啡豆被沉积到冲泡器皿408中。冲泡器皿408包含由基部中的磁体马达412操作的磁体搅拌器410和过滤器409。控制器500控制水的加热、咖啡豆的磨制以及用于将水和磨制的咖啡沉积到冲泡器皿408中的阀406和403、以及磁体搅拌器410打开的时间量。可旋转的封闭盖418位于冲泡器皿408的下方和框架401的一部分的上方。图21和图22中所示的可旋转封闭盖具有开口419A和419B，使得当可旋转封闭盖在第一位置时，开口419A和419B与开口421A、421B、421C、421D、421E和421F不对齐，从而防止任何流体通过开口进入瓶422。当可旋转的封闭盖418旋转时，通过延伸手柄423的运动，开口419A和419B与开口421A至421F对准，从而允许冲泡器皿408中的咖啡进入到瓶422中。通过配合销426和428将冲泡器皿408保持在适当的位置，使得包含过滤器和磁体搅拌器410的冲泡器皿408是可移除的以进行清洁。

参照图19和图22，示出了用于磁体搅拌器410的覆盖件416。覆盖件416包括一系列细线414。覆盖件416的顶部可沿一个端部417枢转，而另一端部的扣环430用于打开覆盖件416的顶部并触及磁体搅拌器410。覆盖件416限制了冲泡期间磁体搅拌器410的移出，并且还防止了在清洁磁体搅拌器410和过滤器409的过程中磁体搅拌器410的损失。

本发明的家用版本的操作基本与上述工业版本相同，在咖啡位于瓶422中之后，加热板420使咖啡保持热。与工业版本一样，家用版本可以用来制作冷冲泡咖啡，控制器500控制磁体搅拌器422工作的时间量。

尽管已经详细描述了本公开及其优点，但是应当理解，在不背离由所附权利要求限定的本公开的技术的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。例如，相对于部件使用诸如“在……上方”和“在……下方”的相关术语。当然，如果部件反转，则上方变为下方，下方变为上方。另外，如果是侧向定向，则上方和下方可能是指部件的侧部。此外，本申请的范围不旨在限于申请文件中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定构型。作为本领域的普通技术人员将容易地从本发明中理解过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤，根据本发明，可以利用与本文中描述的对应构型执行大致相同的功能或实现大致相同的结果的当前存在的或稍后要发展的构型。因此，所附权利要求旨在于在权利要求的范围内包括此类过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。

应该理解的是，当元件是指“连接”或“联接”到另一元件(或其变体)时，该元件可以直接连接或联接到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件是指“直接连接”或“直接联接”至另一元件(或其变体)时，则不存在中间元件。

本文中已经关于特定实施方式描述了益处、其他优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、对问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案出现或变得更加明显的要素不应被解释为本公开的关键、必需或基础特征或要素。应当理解，在所附权利要求中，单数形式提及的元件并不旨在表示“一个并且只有一个”，除非明确地如此指出，而应表示是“一个或更多个”。

提供本公开的描述以使本领域的任何技术人员能够实施或使用本公开。对本公开的各种修改对于本领域技术人员将是明显的，并且在不背离本公开的精神或范围的情况下，本文中限定的一般原理可以应用于其他变体。因此，本公开不旨在限于本文中描述的示例和设计，而是被赋予与本文中公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。以下是本发明当前详细描述的结尾。

尽管出于说明的目的已经详细描述了多个实施方式，但是在不背离本公开的范围和精神的情况下可以进行各种修改。因此，本公开内容不受本文中呈现的示例的限制，而是被设想为涵盖所附权利要求书中描述的范围和所附权利要求书的等效物的全部范围。

Claims (10)

1.一种咖啡机，所述咖啡机包括：冲泡器皿；通向所述冲泡器皿的用于水和咖啡磨制物的输入部；第一出口，所述第一出口用于已冲泡的咖啡；过滤器，所述过滤器用于从所述已冲泡的咖啡对已使用的咖啡磨制物进行过滤；搅拌器构件，所述搅拌器构件位于所述冲泡器皿中以将所述水和咖啡磨制物混合，所述搅拌构件位于所述过滤器的至少一部分的下方。

2.根据权利要求1所述的咖啡机，其中，所述搅拌器构件产生所述水和咖啡磨制物的混合物的流，所述流大致平行于所述过滤器的表面。

3.根据权利要求1所述的咖啡机，其中，所述过滤器包括约35微米至75微米的开口。

4.根据权利要求1所述的咖啡机，其中，所述搅拌器构件是磁体。

5.根据权利要求1所述的咖啡机，其中，存在用于将所述已使用的咖啡磨制物移除的第二出口。

6.根据权利要求5所述的咖啡机，所述咖啡机包括阀，所述阀选择性地使所述第二出口打开和关闭。

7.根据权利要求1所述的咖啡机，所述咖啡机包括基部和热交换器，所述基部与所述冲泡器皿接触，所述热交换器位于所述基部中，所述热交换器通过对来自水源的水进行循环而被加热或冷却。

8.一种用于使用冲泡器皿制作咖啡的方法，所述冲泡器皿具有搅拌器构件、过滤器和出口，所述方法包括以下步骤：(1)将水和咖啡磨制物在所述冲泡器皿中混合以产生流态化的浆体；(2)对所述流态化的浆体进行冲泡；(3)大致使所述流态化的浆体的混合停止；(4)将所述流态化的浆体中的所述咖啡磨制物沉降在所述过滤器的至少一部分上，从而产生已使用的咖啡磨制物的层；以及(5)然后，使呈所述流态化的浆体的所述咖啡穿过经沉降的已使用的咖啡磨制物的所述层，并且然后穿过过滤器到达出口。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，已使用的咖啡磨制物的所述层包括比所述过滤器中的所述开口更小的磨制物。

10.一种咖啡机，所述咖啡机包括：冲泡器皿；用于在所述冲泡器皿中对水进行搅拌的装置；热水源；控制器，所述控制器用于对水源的温度进行控制；温度传感器，所述温度传感器用于对所述冲泡器皿中的水的温度进行感测；和水循环***，所述水循环***包括通向所述冲泡器皿的水输入部和从所述冲泡器皿离开的水输出部；以及泵，所述泵用于将水从所述水输出部循环至所述热水源并返回到所述水输入部中。

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