CN115379782A - 冲泡室的空气预热 - Google Patents

Abstract

一种具有加热器的饮料机，该加热器布置成接收未加热的液体并将经加热的液体递送到分配站以形成饮料，并且接收未加热的空气并将经加热的空气递送到分配站，以在形成饮料之前预热分配站的部分。可以将该机器布置成仅当分配站处的温度低于阈值时才将经加热的空气递送到分配站。

Description

冲泡室的空气预热

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年4月9提交的美国申请号16/844163的优先权权益，该申请的全部内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及饮料形成***，诸如使用液体形成咖啡饮料的咖啡冲泡机。

背景技术

使用诸如水的液体来形成饮料的饮料形成***是众所周知的。例如，美国专利申请公开2008/0134902公开了一种饮料形成***，该***加热储液部中的水，并通过气动方式将热水递送到冲泡室，用于制作咖啡饮品或其他饮料。美国专利7,398,726公开了另一种饮料形成***，该***通过对来自计量罐的水进行气动加压，将热水从分配罐递送到冲泡室。美国专利8,094,998和美国专利申请公开2017/0307252公开了其他***类型，在这些***中，通过将未加热的水引入加热罐，迫使加热罐中的水流出该罐并流向饮料制作站或分配位置。

发明内容

根据本发明的一方面，饮料机包括液体供应部，该液体供应部布置成提供用于形成饮料的液体，例如，包括储水部，将水从储水部递送到机器其他部分的泵，控制泵的操作的控制器等。分配站可布置成使用从液体供应部(例如，包括冲泡室)接收的液体来分配用于饮料的加热的液体，该冲泡室布置成接收和保持用于与水或其他液体混合以形成饮料的饮料原料(比如经研磨的咖啡)。该机器可以包括加热器，该加热器具有用于接收来自液体供应部的液体的入口，以及布置成将加热的液体提供到分配站的出口。加热器还可用于在形成饮料之前仅将加热的空气递送到分配站。这可以帮助加热分配站的冷却部分以及加热器与分配站之间的液体供应管线，从而允许机器分配较热的饮料和/或使用具有更均匀或以其他方式期望的温度分布的液体形成饮料。

在本发明的一个方面，饮料机包括布置成提供用于形成饮料的液体的液体供应部。液体供应部可以包括各种部件，比如冷水罐或储液部、从冷水罐递送水的泵、液体供应管线或其他导管、可控或非可控阀(比如止回阀)等。分配站可以布置成接收加热的液体以分配饮料。例如，分配站可以布置成接收和保持饮料原料，比如经研磨的咖啡，并且将原料与液体混合以形成饮料。在一些情况下，分配站可以布置成泡制室，泡制室构造成接收荚盒或其他保持饮料原料的容器。加热器可以具有用于接收来自液体供应部的未加热液体的入口，以及布置成将加热的液体提供到分配站的出口。因此，机器可能能够使用加热的诸如水之类的液体来形成饮料。空气供应部可以布置成向加热器的入口提供空气，例如，在饮料形成循环完成后，吹扫加热器的液体和/或冷却荚盒或冲泡室，和/或允许加热器将加热的空气递送到分配站，以在形成饮料之前加热分配站的一些部分，例如，包括饮料原料的部分。因此，在一些实施例中，加热器布置成加热从空气供应部接收的空气并且仅向分配站提供加热的空气，以在形成饮料之前预热分配站的至少一部分，并且随后将加热的液体提供到分配站以形成饮料。

在一些实施例中，机器包括控制器，该控制器布置成控制液体供应部、空气供应部和加热器，以使加热器仅向分配站提供加热的空气，并且随后向分配站提供加热的液体。因此，饮料形成循环可以包括最初仅将加热的空气递送到分配站，然后将加热的液体递送到分配站。空气和液体都可以最初不被加热并且由单个加热器加热，比如流通式加热器，其包括与电阻加热元件热连通的流体导管。在一些情况下，液体供应部包括泵并且液体供应部布置成使得泵选择性地将液体泵送到加热器的入口。泵可以布置成选择性地将液体泵送到加热器的入口，或将空气泵送到加热器的入口。因此，可以使用单个泵来向加热器的入口提供空气或液体。在其他情况下，空气供应部可以包括布置成将空气泵入加热器入口的空气泵。

在一些实施例中，温度传感器可以布置成检测加热器的至少一部分的温度，并且控制器可以布置成基于由温度传感器检测到的温度来控制液体供应部、空气供应部和加热器。例如，控制器可以布置成控制空气供应部和加热器，以仅当温度低于阈值时才向分配站提供加热的空气。否则，，可能不会作为饮料形成循环的一部分将空气递送到加热器，而是可以仅将加热的液体递送到分配站。在一些情况下，控制器可以布置成在加热器向分配站提供加热的液体之后吹扫加热器的液体。例如，空气供应部可以包括空气泵，该空气泵布置成将空气泵入加热器的入口，并且控制器可以通过控制空气泵将空气泵入加热器的入口来吹扫加热器的液体。荚盒和/或冲泡室也可以被吹扫液体。在一些实施例中，在饮料循环完成后将空气递送到加热器的入口可以帮助在饮料循环完成后冷却加热器、荚盒和/或冲泡室。

在本发明的一个方面，饮料机包括液体供给部，其布置成提供用于形成饮料的液体，例如如上所述的，以及冲泡室，其布置成保持用于与液体混合以形成饮料的饮料材料。加热器可以具有从液体供应部接收液体的入口，以及布置成向冲泡室提供加热的液体的出口，并且空气供应部可以布置成向加热器的入口提供空气，例如，以吹扫加热器的液体和/或使加热器能够向冲泡室提供加热的空气。控制器可以布置成控制液体供应部、空气供应部和加热器，以使加热器仅在冲泡室处的温度低于阈值时在形成饮料之前向冲泡室提供加热的空气。如果温度高于阈值，则可以不向冲泡室提供加热的空气，而是可以提供加热的液体而不执行任何预热。例如，如果冲泡室处的温度高于阈值，则控制器可以布置成使加热器向冲泡室提供加热的液体而不向冲泡室提供加热的空气。另一方面，控制器可以布置成在仅向冲泡室提供加热的空气之后，使加热器向冲泡室提供加热的液体以形成饮料。

在一些情况下，液体供应部包括泵并且液体供应部布置成使得泵选择性地将液体泵送到加热器的入口。泵可以布置成选择性地将液体泵送到加热器的入口，或将空气泵送到加热器的入口。因此，可以使用单个泵来向加热器的入口提供空气或液体。在其他情况下，空气供应部可以包括布置成将空气泵入加热器入口的空气泵。

在一些实施例中，温度传感器可以布置成检测加热器的至少一部分的温度，并且加热器的至少一部分的温度可以代表冲泡室处的温度。在其他情况下，温度传感器可以检测冲泡室的至少一部分的温度，比如荚盒或荚盒保持器的一部分的温度。控制器可以布置成基于由温度传感器检测到的温度来控制液体供应部、空气供应部和加热器。例如，控制器可以布置成控制空气供应部和加热器，以仅当温度低于阈值时才向分配站提供加热的空气。否则，作为饮料形成循环的部分，可能不会将空气递送到加热器，而是可以仅将加热的液体递送到分配站。在一些情况下，控制器可以布置成在加热器向分配站提供加热的液体之后吹扫加热器的液体。例如，空气供应部可以包括空气泵，该空气泵布置成将空气泵入加热器的入口，并且控制器可以通过控制空气泵将空气泵入加热器的入口来吹扫加热器的液体。加热器可以以不同方式布置，例如，可以是包括与电阻加热元件热连通的流体导管的流通式加热器。

本发明的这些和其他方面将从以下说明书和权利要求书中显而易见。

附图说明

下面参考以下附图描述本发明的各方面，其中相同的附图标记指代相同的部件，其中：

图1是说明性实施例中的饮料形成***的左侧立体图；

图2是图1中的饮料形成***的右视图；以及

图3示出了说明性实施例中的饮料形成***的功能部件的示意图。

具体实施方式

应当理解，本文参考某些说明性实施例和附图来描述本发明的各方面。本文所述说明性实施例不一定旨在示出本发明的所有方面，而是用于描述一些说明性实施例。因此，本发明的各方面不意在狭隘地基于说明性实施例进行解释。此外，应当理解，本发明的各方面可单独使用，或与本发明的其它方面以任何合适组合的形式使用。

图1示出了结合了本发明特征的饮料形成***100的立体图。虽然饮料形成***100可用于形成任何合适饮料，诸如茶、咖啡、其它泡制型饮料、由液体或粉末状浓缩物形成的饮料、汤、果汁或其他由干燥材料制成的饮料、碳酸或非碳酸饮料、或其他，但在本说明性实施例中，***100布置成形成咖啡或茶饮料。如本领域已知的，可以向***100提供饮料料筒1，并用于形成存放在用户杯子或其他合适容器2中的饮料。料筒1可以手动或自动放置在冲泡室15中，该冲泡室15包括饮料形成***100的料筒保持件3和盖4。例如，保持件3可以是或包括圆形、杯形或其他适当形状的开口，料筒1可以置于其中。将料筒1放置在料筒保持件3中时，可以用手移动手柄5(例如向下)，以将盖4移动到闭合位置(如图1所示)。在闭合位置，盖4至少部分地覆盖料筒1，该料筒1至少部分地封闭在用料筒制作饮料的空间中。例如，当料筒1由料筒保持件3保持在闭合位置时，可以向料筒1提供水或其他液体(例如，通过将液体注入料筒内部)以形成饮料，饮料将离开料筒1并供向杯2或其他容器。当然，本发明的各方面可用于任何合适布置的***100，包括滴漏式咖啡冲泡机、碳酸饮料机和其他递送水或其他液体以形成饮料的***。因此，不一定必须使用料筒1，冲泡室可以替代接收松散的咖啡粉或其他饮料材料来制作饮料。另外，冲泡室15也不一定必须包括料筒保持件3和盖4。例如，冲泡室可包括能够用来提供饮料材料(比如松散的咖啡粉)的过滤篮，过滤篮本身是可移动的，例如，通过与饮料机10的壳体滑动接合，而盖4可固定就位。在其他实施例中，冲泡室不需要用户来操作使用，而是替代地可将饮料材料自动提供给冲泡室和移除出冲泡室。此外，***100不需要具有冲泡室15，而是替代性地具有其他类型的分配站，例如，其他分配站在诸如分配喷嘴的出口处分配热和/或冷水(无论是不含碳酸气的还是碳酸的)而不与任何饮料原料混合。因此，分配站的多种不同类型和构造都可以用于本发明的各方面。

如图1和图2所示，可以将来自外部储液部6或内部储液部7的液体提供给冲泡室15或其他分配站来分配饮料。例如，用户可以倾倒或以其他方式将水提供给外部储液部6，然后将其递送到冲泡室15或其他分配站以形成饮料。替代地，如图2所示，可以将液体从内部储液部7供应至冲泡室5.内部储液部7可由自来水连接部8供液，该连接部8允许机器100连接到管道水源，比如所谓的城市用水或自来水供应。这种供水通常在压力下进行，因此自来水连接部8可以构造为在相对较高的压力下接收水，例如60psi或更高。内部储罐7可与自来水连接部8流体联接，从而能够将水递送到内部储罐7并由其储存，以再将水递送到冲泡室15。在一些实施例中，内部储罐7可选择由用户供液，例如，通过饮料机壳体10中的开口将液体倒入内部储罐7。然而，不需要提供两个储液部6、7，而是替代地，饮料机100可以仅具有外部储液部6或内部储液部7。

通过将饮料机100布置成能够从外部储液部6或内部储液部7供水，用户可以有在不同环境中配置机器100的不同选择。在一些情况下，用户可能希望将外部储液部6中的液体用于一些饮料，将内部储液部7中的液体用于其他一些饮料。仅作为一个示例，内部储液部7中的城市用水可用于调味饮料，而外部储液部6中的经过专门过滤或其他处理的水可用于其他饮料。用户可以手动操作阀以在储液部6、7之间切换，或者可以与其他用户接口部件进行交互，例如按钮或触摸屏图标，该用户接口部件使控制器调整阀以从选定的储液部6、7供液。在本实施例中，外部储液部6包括可从储罐基部62处移除的储罐61，例如，以使得储罐61更容易装满水。如果不使用外部储液部6，储罐基部62还可以从壳体10移除。

图3示出了饮料机100的液体供应部和其他部件的示意图，这些部件用于处理用以制作饮料的液体。如上所述，本实施例中的机器100的液体供应部包括外部储液部6和内部储液部7。在这种布置中，自来水连接部8包括连接器81，该连接器81构造成流体连接至软管、管道、管子、配件或其他向连接器81提供自来水的部件；自来水阀82，该自来水阀82控制自来水流向内部储液部7；以及液位传感器83，以检测内部储液部7中的液位。自来水阀82可以由控制器11基于来自液位传感器83的信息进行控制，例如，自来水阀82可以开启以允许流动，直到内部储液部7中的液位达到特定液位，此时自来水阀82对液流关闭。内部储液部7可以通气，以在环境压力下容纳液体，从而允许内部储液部7可以做得不那么坚固，因为储液部7无需布置成承受自来水供应部的压力。

分配阀9可以选择性地将储液部6、7中的任何一个联接到冲泡室15或其他分配站布置，以递送液体。分配阀9可以是可控的，诸如由用户手动控制或由控制器11电控制，以在外部储液部6和内部储液部7之间进行选择。例如，分配阀9可在壳体10上有旋钮、按钮、滑块或其他用户可致动的元件，可以按压、转动或以其他方式致动来在储液部6、7之间进行选择，即选择储液部6、7中的哪一个供液，以形成饮料。在阀9可电致动的情况下，用户可致动元件可包括电子开关或为控制器11提供信息的其他用户接口部件，控制器11可相应地控制阀9。或者，控制器11可基于其他信息自动控制阀9，诸如由待制作的饮料类型限定的饮料形成参数。例如，如下文更详细描述的，阀9或另一个阀不仅可以将储液部6、7联接到泵12，还可以将空气源联接到泵12，以允许泵12将空气递送到加热器13的入口。在仅提供一个储液部6、7的实施例中，不需要阀9并且可以取消。饮料参数可由控制器11默认设置，由用户与用户接***互设置，和/或读取料筒1上的可机读特征并使用相应参数来设置。

在本实施例中，机器100的液体供应部包括将液体从阀9泵送到加热器13的入口的泵12。使用泵12可允许机器100能够根据需要改变液体的流速和/或压力，例如，使用较高压液体形成浓缩式咖啡或其他饮料，以及使用较低压液体形成滴漏式咖啡或其他饮料。在本实施例中，将水或其他液体泵入加热器13会使已加热的液体流向冲泡室15或其他分配站。将已加热的液体递送到冲泡室15，以使其与饮料介质混合(或不混合)，并作为饮料分配。

根据本发明的一方面，加热器可用于接收和加热未加热的液体，以将加热的液体递送到冲泡室15以及将经加热的空气提供到冲泡室15。热饮机的一些用户发现饮料没有像他们想要的那样热地分配。这可能是由各种因素引起的，比如用户杯子的热损失、冲泡室的热损失、咖啡粉或其他饮料材料或饮料机的其他相对较冷的部件。紧接分配热饮料之后，加热器13下游的饮料机的部分可能是相对温暖的，因此允许机器分配更热的饮料，如果机器已经闲置了若干小时，这将是可能的。即、在使用后，饮料机会冷却，包括冲泡室的部件和将经加热的液体从加热器递送到冲泡室的管线。此外，饮料材料，无论是散装还是以荚盒提供，都会很冷，除非在加热条件下储存。结果，饮料机可能难以或不可能分配最佳加热的饮料。然而，根据本发明的方面，饮料机可以在将液体递送到冲泡室以形成饮料之前预热冲泡室和/或机器的其他部分。可以使用热空气进行预热，该热空气若干加热饮料机部分而不形成饮料。一旦预热完成，即包括冲泡室的加热器下游的部分被适当加热，可将加热的液体提供给冲泡室以形成饮料。这样，无论饮料机已经空闲多长时间，都能够分配热饮料。

在一些实施例中，可以使用单个加热器来提供用于预热的加热的空气以及用于饮料形成的加热的液体。这能够有助于简化机器的操作，并减少提供预热和加热液体功能所需的组件数量。例如，流通式加热器可以具有提供空气和/或液体的入口。泵可以将空气或水递送到加热器入口，从而允许加热器将经加热的空气或液体递送到冲泡室。在一些情况下，可以使用单个泵将空气或液体递送到加热器，或者可以使用单独的液体泵和空气泵分别将液体和空气递送到加热器。

在一些实施例中，仅当冲泡室或其他机器部分的温度低于阈值时才可采用通过加热的空气进行预热。否则，机器可以将经加热的液体递送到冲泡室以形成饮料而无需空气预热。例如，如果最近已经使用机器来形成多种热饮料，则空气预热可能是不必要的或无效的，因此不被使用。然而，如果机器已经闲置了若干小时，或者最近用于分配冷的或未加热的饮料，则可以在分配热饮料之前使用空气预热。温度传感器可用于检测指示冲泡室的温度，例如，通过位于冲泡室处、加热器和冲泡室之间的液体递送管线的一部分处、和/或加热器的一部分处的传感器。例如，如果加热器的一部分的温度低于阈值，可以假定冲泡室和加热器下游的其他部分也相对较冷，并且作为响应，可以采用空气预热。可以使用其他标准来决定是否采用空气预热，比如自上次饮料分配以来的时间、上次分配饮料的温度或用户对控制器的指示应采用预热的命令输入。

在图3的实施例中，用于预热冲泡室15的热空气由空气泵14提供，空气泵14将空气递送到加热器13的入口。即，空气泵14和泵12都流体联接到加热器13的入口，使得可以有选择地向加热器13的入口提供空气或液体。然而注意，不需要使用单独的空气和液体泵，而是可以采用单个泵来向加热器13提供空气和液体。例如，可以将泵12布置成递送空气或水，并且可以具有额外的入口以向泵12提供空气。一个或多个可控阀可以用于控制是否将空气或水递送到泵入口，以便可以选择性地将空气或液体提供到加热器13的入口。作为示例，阀9可以另外联接到空气源，比如环境空气，并且阀9可以由控制器11控制，以向泵12的入口提供空气，从而泵12能够将空气泵送到加热器13的入口。在另一个示例中，联接在储液部6、7和泵12之间的供应管线可以从储液部6、7的出口排布到储液部6、7上的最大水位以上的位置，然后到达泵12。阀可以位于最高水位以上的供应管线的位置，并且布置成可控地(例如，通过控制器11)打开和闭合以允许(或不允许)空气进入供应管线。因此，当阀打开时，空气可以被引入供应管线，从而泵12能够泵送空气。当阀闭合时，空气不能进入供应管线并且泵12泵送水。

在使用单独的空气泵和水泵的情况下，可以使用一个或多个止回阀或其他阀或流量控制元件来防止空气或液体在不期望的方向上流动，例如防止液体进入空气泵或空气进入液体泵。例如，泵12和空气泵14的出口可以包括止回阀以分别防止空气和水在相反的方向上流入泵12、14。控制器11可以控制加热器13操作以加热递送到加热器13的空气，以便适当温暖的空气从加热器13递送到包括冲泡室15的下游部件。热空气可以加热流体管线和其他部件，比如保存饮料原料的冲泡室的一些部分，这些部件保持与液体混合的饮料原料与液体以形成饮料。如果将饮料原料以荚盒提供给容器，则可以将热空气递送到容器中，以不仅加热饮料原料而且加热荚盒容器和其他结构以及饮料出口导管。例如，冲泡室可以包括入口针和出口针，它们刺穿荚盒以形成入口和出口开口，以将液体递送到荚盒中并允许饮料离开荚盒。热空气可以穿过荚盒并进入出口针，以及通向用户杯子的下游饮料分配部件。因此，与饮料或用于制作饮料的液体接触的加热器下游的饮料机的所有部分都可以用经加热的空气预热。此外，可以将离开冲泡室的加热的空气引导到用户的杯子2中，以帮助预热杯子2。

可递送加热的空气以将部件预热至期望的水平。例如，空气泵14可以将空气递送到加热器13，并且可以在一段时间内向冲泡室15提供加热的空气，或者可以使特定体积的加热的空气流过冲泡室。在一些实施例中，冲泡室或其他部件可与温度传感器相关联，该温度传感器检测部件何时已被适当加热，此时控制器11可停止用于预热的加热的空气流。此后，控制器11可以使泵12将液体递送到加热器13，从而可以将加热的液体递送到冲泡室以形成饮料。

如上所述，控制器可以布置成仅当冲泡室处的温度低于阈值温度时才将预热空气递送到冲泡室。例如，控制器11可以包括温度传感器，该温度传感器检测指示冲泡室中的温度的温度。在一些情况下，温度传感器可以与冲泡室本身或将加热的水递送到冲泡室的机器的其他部分相关联，比如在加热器13的一部分、水递送管线等处。例如，加热器13的一部分处的温度可以指示加热器13低于阈值温度，因此冲泡室温度也低于阈值(其可能不同于加热器阈值温度)。如果温度传感器指示温度低于阈值，则控制器11可以使空气预热被执行。然而，如果温度高于阈值，则可能不需要空气预热，因此对于饮料形成循环不执行空气预热。相反，控制器11可以使水被递送到加热器13，用于随后的加热，并且递送到冲泡室，以在没有空气预热的情况下形成饮料。

一旦液体递送完成以形成饮料，控制器11可以控制加热器、空气泵和/或液体泵以吹扫加热器和/或液体的下游部件。如果需要，这可能有助于稍后对冲泡室进行预热。例如，如果在饮料形成循环完成后允许水保留在加热器13和下游递送管线中，则水可以随着机器闲置而冷却。对于加热器下游的水，可能无法重新加热这些水，因此可能在下一个饮料循环中将冷的水递送到冲泡室。当然，这可能导致分配的饮料具有的温度期望的温度低。然而，通过在每个饮料循环之后吹扫水的递送管线，不会有水留在加热器、递送管线或冲泡室中。因此，如果在分配随后的饮料之前使用空气预热，则仅可将加热的空气递送到冲泡室，从而有助于分配适当加热的饮料。吹扫可以以不同的方式或各方式的组合来完成。例如，可以操作加热器13以使加热器13中的液体蒸发，例如以产生蒸汽，该蒸汽迫使液体从冲泡室和加热器13的下游管线流出。此外，或替代地，可以将空气递送到加热器13或冲泡室上游的其他地方，以帮助将液体推出递送管线和其他冲泡器部分。作为示例，在从加热器13完成液体递送之后，可以操作空气泵14以吹扫加热器13和液体的下游导管、分配站等。控制器11可以操作空气泵14特定的时间量或空气量以控制吹扫的程度。在饮料形成完成之后，由于其他原因，比如冷却加热器13、其他液体递送部件、料筒1和/或冲泡室的部分，也可以将空气递送到加热器13入口中。

应当理解，饮料机100可以包括与图3所示不同的部件，和/或可以以不同的方式操作。泵12可以是任何合适类型的泵，比如离心泵、活塞泵、电磁泵、隔膜泵等。尽管未示出，但可使用止回阀或其他流量控制器(比如电子控制阀)，以防止泵12、14和加热器13之间的管道中的回流或其他流动，和/或加热器13和冲泡室15之间的管道中的回流或其他流动。泄压阀可用于使储液部6、7和冲泡室15之间的液体导管的任何合适部段通风，例如，在压力超过阈值水平的情况下。在一些实施例中，泵12可通过液体导管泵送空气，例如，以吹扫液体导管、加热器13和/或冲泡室15。在这种情况下，可以设置阀，以允许空气流到泵12，例如，分配阀9可以具有进气口，以选择性地将泵12的入口连接到气体供应部。

泵12、加热器13和/或空气泵14以及机器100的其他部件的操作可由控制电路11控制，控制电路11可包括经编程的处理器和/或其它数据处理设备以及合适的软件或其它操作指令、一个或多个存储器(包括可以存储软件和/或其它操作指令的非暂态存储介质)、温度和液位传感器、压力传感器、输入/输出接口(比如壳体10上的用户接口)、通信总线或其他链接件、显示器、开关、继电器、三端双向可控硅元件或执行期望输入/输出或其他功能所需的其他部件。用户接口可以任何合适方式布置，并包括向用户提供信息和/或从用户处接收信息的任何合适部件，比如按钮、触摸屏、语音命令模块(包括从用户处接收音频信息的麦克风和将音频信息解释为语音命令的合适软件)、视觉显示器、一个或多个指示灯、扬声器等。如上所述，用户可以向控制电路11提供输入以指示空气预热应该用作特定饮料形成循环的一个部分。

可通过任何合适技术向加热器13和/或冲泡室15提供期望量的液体和/或空气，比如使泵12、14运行预定时间，检测通过泵的液体流速或容积(例如，使用流量计)，使泵12、14操作期望的循环次数(比如泵布置成在每个循环中递送已知容积的液体，比如对于泵轴的每转)，或使用任何其他可行的技术。替代地，当压力传感器(未示出)检测到压力上升，表明水已到达加热器顶部时，当导电探头检测到加热器上部存在液体时，当光学传感器检测到加热器中存在液体时，以及其他情况下，可以确定加热器已全满或以其他方式适当填充。

可以在任何合适的压力下将液体引入料筒1或冲泡室15，例如1-2psi或更高，并且可以由控制电路11调节该压力。冲泡室15可使用任何饮料制作原料或材料，比如经研磨的咖啡、茶、调味饮品混合物或其它饮料介质，以上物质例如可容纳或不容纳在料筒1内。替代地，冲泡室15可以简单地用作热水出口，例如，在用户的杯子2中装有饮料介质的情况下。一旦泵12完成液体递送，可以操作空气泵迫使空气进入冲泡室15和/或液体导管的其他部分，以帮助移除液体。

虽然在该说明性实施例中，布置成向饮料出口(在冲泡室15处)提供液体的液体供应***可包括泵12，但也可使用其他布置。替代地，也可以使用提供液体的其他机制，比如液体的重力流动、由气压迫使的流动，或使液体移出储液部6、7的其他动力，比如来自自来水供应部的压力等。例如，空气泵14可用于对内部罐7加压，以迫使液体流入加热器13并流到冲泡室15。因此，空气泵14可用于使***中的液体和空气移动。

对于那些使用料筒1的***，一旦料筒位于处于闭合位置的冲泡室15中，饮料形成***100就可以使用料筒1来形成饮料。例如，与盖4或***100的其他部分相关联的一个或多个入口针可以刺穿料筒1(例如，料筒的盖)，以将热水或其他液体注入料筒1。注入的液体可通过与料筒1中的饮料材料混合来形成期望的饮料或饮料前体。盖4、料筒保持件3或***100的其他部分还可以包括一个或多个出口针或其他元件，用于在出口侧刺穿或穿透料筒1，以允许所形成的饮料离开料筒1。其它入口/出口刺穿布置是可能的，比如多根针、喷头、非空心针、圆锥体、角锥体、刀、刀片等。在其他布置中，饮料机可包括形成开口的刺穿元件(诸如长钉)，且此后第二入口元件(诸如管)可穿过所形成的孔，以将液体引入容器内(或引导液体流出容器)。在其他实施例中，可通过在盖的外部引入压力来刺穿或有效打开盖或料筒的其他部分以供流动。例如，可以对进水口施压并将其密封在盖的外部，并且在该位置处引入水压。水压会导致盖被刺穿或者以其它方式打开，以允许液流进入料筒1。在另一布置中，盖可包括阀、导管或其它结构，这些结构暴露于合适的压力和/或在与进水管或其它结构匹配时会打开。与入口刺穿布置一样，该出口刺穿布置也可以任何适当形式变化。因此，出口刺穿元件可包括一个或多个空心或实心针、刀、刀片、管等。替代地，料筒1可包括阀、隔膜或其它元件，当将液体引入料筒时，其可以打开以允许饮料离开，但在其他情况下保持闭合(例如，以保护饮料介质免受诸如氧气、湿气或其他外部条件的影响)。在该情况下，尽管可以使用，但并不必需有用于形成出口开口的刺穿元件，例如，以允许阀或其它元件打开。此外，在本说明性实施例中，刺穿元件也保持就位，以在饮料离开形成在料筒中的开口时接收饮料。然而，在其他实施例中，刺穿元件可在形成开口之后撤回，从而允许饮料离开该开口，并在刺穿构件不伸入料筒1的情况下得以接收。然而，饮料出口的其他布置也是可能的，例如，料筒可具有允许饮料离开料筒1的可渗透部分。另外，不要求入口和/或出口刺穿料筒，以向料筒提供液体或从料筒接收饮料。相反地，与料筒的连通可使用任何合适端口或其它特征来执行。

如果在冲泡室15中提供料筒1，或以其他方式向冲泡室15提供饮料材料(如果使用)，则控制电路11可以不同的方式操作来分配饮料。在一些实施例中，控制电路11可以自动选择一个或多个冲泡参数，用于自动控制液体供应部和加热罐各部分，以在冲泡操作期间分配饮料。例如，控制电路11可以为诸如饮料容积、饮料温度、是否使用饮料起泡或搅打、饮料分配时间或速度、前体液体流速、前体液体压力、是否使用饮料冷却、是否使用冲泡室空气或蒸汽吹扫、是否使用饮料材料预湿或脉冲式冲泡，以及如果使用，液体输送间隔时间、是否将执行空气预热等参数选择默认值。可以以不同的方式自动确定这些参数，比如从料筒1上的信息元件(如RFID标签)读取参数值；经由用户接口接收来自用户的输入，比如通过用户按压按钮或以其他方式指示参数；通过使用存储在控制电路11的存储器中的默认值；和/或通过这些或其他技术的组合。在一些情况下，一旦设定了冲泡参数值，或响应于额外用户输入，如用户按压冲泡启动按钮，控制电路11就可以开始进行分配操作。在一个示例中，用户可以按压若干个饮料量按钮中的一个来选择饮料容积，然后按压冲泡启动按钮，以便使控制电路11开始自动分配操作。用于分配饮料的参数可由控制电路11默认设置和/或由用户输入设置。例如，可以由控制电路11使用默认值自动选择诸如饮料温度之类的其他冲泡参数，除非用户提供额外输入来调整这些值。

控制电路11可以不同方式执行自动分配操作(在本示例中响应于按压启动按钮)，因为分配过程可能包括不同步骤，可以串行和/或并行执行这些步骤。例如，在一些实施例中，加热器可储存一定量的预热水，使得控制电路11可以立即控制泵12向该加热器递送额外的水，从而使热水在分配操作开始时就从加热罐流向冲泡室15。在这种情况下，空气预热可以通过将空气递送到加热器水中或递送通过加热器中的热交换器来完成，使得空气被加热并从加热器递送到冲泡室。在其他实施例中，加热器中的水可能首先需要加热，因此控制电路11可能首先使加热元件加热在加热器中的水，然后一旦加热完成，就自动开始递送水(或空气预热)。当然，其他饮料机100构造可能涉及自动分配操作部分的其他步骤。例如，如果饮料机100使用串联加热器或流通式加热器作为加热器，则控制电路11可使管内联加热器的加热元件开始加热，然后同时或不久后开始使水或空气流过管内联加热器并流向冲泡室。流通式加热器可包括与电阻加热器热连通的流体导管，电阻加热器用于加热流体导管和导管中的流体。在饮料机100不使用泵的情况下，水流可以由重力、管内联加热器的蒸汽压力或其他因素引起。

随着水或其他液体在加热器中充分加热，控制电路11可以继续进行饮料自动分配过程，使泵12将液体递送到加热器，从而将已加热的液体输递送到冲泡室15。控制电路11可感测或以其他方式跟踪递送到冲泡室15的液体容积，从而能够分配适当的饮料容积。例如，控制电路11可以使泵12操作指定的循环数，在每个泵循环中由泵12递送特定容积的液体。替代地，控制电路11可以使用流量计来检测递送到冲泡室15的液体容积，或者使用其他技术。

虽然本发明的各方面可用于任何合适料筒，或根本没有料筒，但一些料筒可包括改善饮料形成***100的操作的特征。如本领域已知的，料筒1可采用任何合适形式，诸如通常称为小袋、荚盒、囊、容器或其他形式。例如，料筒1可包括不可渗透的外覆盖件，其中容纳饮料介质，诸如烘焙和经研磨的咖啡或其他。料筒1还可包括过滤器，使得由液体与饮料介质相互作用形成的饮料在分配到容器2之前经过过滤器。如本领域技术人员将理解的，具有封装有饮料材料的可渗透滤纸对置层的荚盒形式的料筒可以使用料筒1的外部部分来过滤所形成的饮料。在本示例中，可在饮料机中使用料筒1以形成任何合适饮料，诸如茶、咖啡、其它冲泡型饮料、由液体或粉末浓缩物形成的饮料等。因此，料筒1可容纳任何合适的饮料材料，例如经研磨的咖啡、茶叶、干药草茶、粉末状饮料浓缩物、干燥水果提取物或粉末、粉末状或液状浓缩肉汤或其它汤、粉末状或液状药材(诸如粉末状维生素、药品或其它药物、营养品等)、和/或其它制作饮料的材料(诸如奶粉或其他植脂末、甜味剂、增稠剂、调味品等)。在一个说明性实施例中，料筒1容纳有饮料材料，饮料材料构造成与形成咖啡和/或茶饮料的机器一起使用，但是，本发明的各方面不限于此方面。

如本文所使用的，“饮料”指代当液体与饮料材料相互作用时所形成的供饮用的液体物质，或不与饮料材料相互作用而分配的液体。因此，饮料指代准备好消费的液体，例如，分配到杯子中并准备好饮用的液体，以及在消费之前将经受诸如过滤或添加调味剂、植脂末、甜味剂、另一饮料等的其他过程或处理的液体。

因此在描述了本发明的至少一个实施例的若干方面后，可以理解，本领域技术人员很容易做出各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进是本公开的部分，并且旨在本发明的精神和范围内。因此，上述说明书和附图仅作为示例。

Claims (23)

1.一种饮料机，包括：

液体供应部，所述液体供应部布置成提供用于形成饮料的液体；

分配站，所述分配站布置成接收加热的液体以分配饮料；

加热器，所述加热器具有用于接收来自所述液体供应部的未加热液体的入口，以及布置成将加热的液体提供到所述分配站的出口；以及

空气供应部，所述空气供应部布置成向所述加热器的所述入口提供空气；

其中，所述加热器布置成加热从所述空气供应部接收的空气并且仅向所述分配站提供加热的空气，以在形成饮料之前预热所述分配站的至少一部分，并且随后将加热的液体提供到所述分配站以形成饮料。

2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，还包括控制器，所述控制器布置成控制所述液体供应部、所述空气供应部和所述加热器，以使所述加热器仅向所述分配站提供加热的空气，并且随后向所述分配站提供加热的液体。

3.根据权利要求2所述的机器，其特征在于，所述液体供应部包括泵，并且所述液体供应部布置成使得所述泵选择性地将液体泵送到所述加热器的入口。

4.根据权利要求3所述的机器，其特征在于，所述泵布置成选择性地将液体泵送到所述加热器的所述入口，或将空气泵送到所述加热器的所述入口。

5.根据权利要求3所述的机器，其特征在于，所述空气供应部包括空气泵，所述空气泵布置成将空气泵送到所述加热器的所述入口中。

6.根据权利要求2所述的机器，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器布置成检测所述加热器的至少一部分的温度，并且其中，所述控制器布置成基于由所述温度传感器检测到的温度来控制所述液体供应部、所述空气供应部和所述加热器。

7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，所述控制器布置成控制所述空气供应部和所述加热器，以仅当温度低于阈值时才向所述分配站提供加热的空气。

8.根据权利要求2所述的机器，其特征在于，所述控制器布置成在所述加热器向所述分配站提供加热的液体之后吹扫所述加热器的液体。

9.根据权利要求8所述的机器，其特征在于，所述空气供应部包括空气泵，所述空气泵布置成将空气泵入所述加热器的所述入口中，并且所述控制器通过控制所述空气泵将空气泵入所述加热器的所述入口中来吹扫所述加热器的液体。

10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，所述加热器是流通式加热器，所述流通式加热器包括与电阻加热元件热连通的流体导管。

11.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述加热器是流通式加热器，所述流通式加热器包括与电阻加热元件热连通的流体导管。

12.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述分配站包括冲泡室，所述冲泡室布置成保持用于与加热的液体混合以形成饮料的饮料材料。

13.一种饮料机，包括：

液体供应部，所述液体供应部布置成提供用于形成饮料的液体；

冲泡室，所述冲泡室布置成保持用于与液体混合以形成饮料的饮料材料；

加热器，所述加热器具有用于接收来自所述液体供应部的液体的入口，以及布置成将加热的液体提供到所述冲泡室的出口；

空气供应部，所述空气供应部布置成向所述加热器的所述入口提供空气；以及

控制器，所述控制器布置成控制所述液体供应部、所述空气供应部和所述加热器，以使所述加热器仅在所述冲泡室处的温度低于阈值时在形成饮料之前向所述冲泡室提供加热的空气。

14.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，如果所述冲泡室处的温度高于所述阈值，则所述控制器布置成使所述加热器向所述冲泡室提供加热的液体而不向所述冲泡室提供加热的空气。

15.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，所述控制器布置成在仅向所述冲泡室提供加热的空气之后，使所述加热器向所述冲泡室提供加热的液体以形成饮料。

16.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，所述液体供应部包括泵，并且所述液体供应部布置成使得所述泵选择性地将液体泵送到所述加热器的入口。

17.根据权利要求16所述的机器，其特征在于，所述泵布置成选择性地将液体泵送到所述加热器的所述入口，以及将空气泵送到所述加热器的所述入口。

18.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，所述空气供应部包括空气泵，所述空气泵布置成将空气泵送到所述加热器的所述入口中。

19.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，所述控制器包括温度传感器，所述温度传感器布置成检测所述加热器的至少一部分的温度，并且其中，所述加热器的至少一部分的温度代表所述冲泡室处的温度。

20.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，所述控制器布置成在所述加热器向所述冲泡室提供加热的液体之后吹扫所述加热器的液体。

21.根据权利要求20所述的机器，其特征在于，所述空气供应部包括空气泵，所述空气泵布置成将空气泵入所述加热器的所述入口中，并且所述控制器通过控制所述空气泵将空气泵入所述加热器的所述入口中来吹扫所述加热器的液体。

22.根据权利要求21所述的机器，其特征在于，所述加热器是流通式加热器，所述流通式加热器包括与电阻加热元件热连通的流体导管。

23.根据权利要求13所述的机器，其特征在于，所述加热器是流通式加热器，所述流通式加热器包括与电阻加热元件热连通的流体导管。

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