配备和构思为也分配美式咖啡的电动浓缩咖啡机的制作方法

1.本发明涉及一种电动浓缩(expresso)咖啡机，该浓缩咖啡机配备并设计为还分配美式咖啡。

背景技术：

2.浓缩咖啡的制备与美式咖啡不同。
3.浓缩咖啡的制备方法是，将加压热水倒入压实的烘焙精细研磨咖啡中，从而在大约30秒的时间内获得浓稠的细腻饮料。浓缩咖啡装在一个小杯子里，浓度高，味道清晰、浓郁、芳香。
4.另一方面，美式咖啡，也称为过滤咖啡，是通过渗滤获得的，即将大气压的沸水倒入过滤器中的适量研磨的咖啡，让水通过重力滴下到放置在过滤器下方的容器内。
5.对用咖啡和牛奶制成的饮料的需求不断增长，导致设计了越来越多的专用机器，以便在尊重特定制备过程的同时根据其特点分配每种饮料。
6.显然，考虑到所述机器的相当大的整体尺寸，机器的多样性及其在同一机构中的存在不仅导致更高的购买成本，而且在空间的可用性和组织方面也存在问题。举例来说，虽然它可以用于制备热饮料，例如热牛奶，有或没有泡沫，或热水用于制备热饮料，如茶或冲泡液，但传统的浓缩咖啡机不能用于制备美式咖啡(过滤咖啡)。事实上，传统的过滤式咖啡机使用大气压下的热水，热水通过重力渗入含有未压实研磨咖啡的过滤器。相反，在浓缩咖啡机中，泵使热水被加压并输送到分配单元中，其中过滤器保持器紧密接合。过滤器保持器包含一剂压制咖啡粉，正是因为它的高压，通常为9巴，水在几秒钟内通过咖啡粉。
7.因此，如果咖啡店想要让顾客可以选择同时订购浓缩咖啡和过滤咖啡，则必须提供分别用于每种类型的饮料的两种不同的机器。
8.ep3659475公开了一种具有比例预浸泡系统的咖啡机，用于在分配液体咖啡之前润湿过滤器保持器中的咖啡粉。

技术实现要素：

9.本发明的目的是装备和构思一种典型的浓缩咖啡机，从而也分配美式咖啡。
10.通过根据本发明的咖啡机已经实现了这样的目的，其主要特征在所附的独立权利要求中指出。
11.有利的实施例从从属权利要求中显现。
12.根据本发明的咖啡机的特征在于它配备有两种不同类型的过滤器保持器：
[0013]-第一完全传统过滤器保持器，用于制备浓缩咖啡；
[0014]-第二完全创新过滤器保持器，用于制备美式咖啡。
[0015]
根据本发明的咖啡机的特征还在于它配备有特殊的水系统和控制单元，该控制单元允许热水通过简单的重力缓慢地流过所述用于美式咖啡的创新过滤器保持器，从而在制备美式咖啡的基础上实现渗滤过程。
附图说明
[0016]
为了解释清楚起见，参照附图继续描述根据本发明的咖啡机，附图仅出于说明性和非限制性目的而示出，其中：
[0017]
图1是根据本发明的机器的系统的示意图，具有用于浓缩咖啡的过滤器保持器；
[0018]
图2是用于制备浓缩咖啡的传统过滤器保持器的立体分解图；
[0019]
图3是用于制备美式咖啡的创新过滤器保持器的立体分解图；
[0020]
图4是图3的过滤器保持器在组装状态下的剖视图；
[0021]
图5是表示用于控制本发明的咖啡机的冲泡电磁阀的脉冲序列的笛卡尔图；
[0022]
图6是示出根据本发明的咖啡机的系统的示意图，具有用于美式咖啡的过滤器保持器。
具体实施方式
[0023]
如图1所示，根据本发明的咖啡机100包括：
[0024]-水系统2，加压热水在其中循环：
[0025]-至少一个分配单元4，其被供应加压热水
[0026]-第一过滤器保持器30，其用于制备浓缩咖啡。
[0027]
分配单元4包括分配口4a，第一过滤器保持器30布置在该分配口4a中。
[0028]
参照图2，第一过滤器保持器30包括主体31，主体31具有圆形的座32。过滤器保持器的主体31适于通过卡口(bayonet)联接装置而联接到分配单元4的分配口4a。
[0029]
手柄33从过滤器保持器的主体31向外突出。手柄33由操作者手动握持，从而进行重复的手动操作，该手动操作使过滤器保持器30与分配单元4接合和分离。
[0030]
过滤器保持器的座32容纳用于制备浓缩咖啡的第一过滤器a。第一过滤器a由圆形的桶34组成，适用于接收紧凑剂量的咖啡粉。
[0031]
一个或多个喷口35从主体31向下突出并与过滤器保持器的座32连通。
[0032]
第一过滤器的桶34具有穿孔底壁34a，底壁34a设有多个小孔，这些小孔适用于在允许水通过的同时保持研磨咖啡粉，从而可以通过喷口35将饮料倒入杯子中。
[0033]
水系统2包括泵50p，泵50p适用于供给压力为大约9至11巴的加压水，通常来自蓄水池(图1中未示出)。
[0034]
加热器6布置在泵50p与分配单元4之间的水系统2中。加热器6适用于将水加热到大约88-96℃的温度，即加热到用于获得饮料的合适温度。
[0035]
分配阀7布置在分配单元4中以启用或禁用从水系统2向所述至少一个分配单元4输送水。
[0036]
分配阀7是一个三通电磁阀，连接到三个导管：
[0037]-入口导管21，其与水系统2连通，
[0038]-出口导管22，其与所述至少一个分配单元4连通，和
[0039]-排水导管23，其与排水口8连通。
[0040]
在提取饮料时，分配阀7打开入口导管21与出口导管22之间的连通并关闭与排水导管23的连通。
[0041]
一旦饮料已经被提取，分配阀7打开出口导管22与排水导管23之间的连通并且关
闭与入口导管21的连通。
[0042]
这样，一旦饮料已经被提取，在包含在所述第一过滤器a和分配单元4中的咖啡剂量之间剩余的水就会被排出，从而消除分配单元的该区域的压力，并移除第一过滤器保持器30，没有任何高压水从水系统2泄漏。
[0043]
咖啡机100还包括控制单元10，从而对咖啡机100的操作进行编程和控制。
[0044]
咖啡机100的特征在于它配备有专门为制备美式咖啡而构思的第二过滤器保持器50。
[0045]
参考图3和图4，第二过滤器保持器50包括限定圆形外壳52的环形主体51。在外部，主体51的尺寸和形状设计成通过卡口联接装置51a而联接到分配单元4的分配口4a。
[0046]
手柄53从第二过滤器保持器的主体51向外突出，从而进行重复的手动操作，该手动操作使第二过滤器保持器50与分配单元4接合和分离。
[0047]
如图3所示，卡口联接装置51a包括从第二过滤器保持器的主体51径向突出的两个突出部，从而在第二过滤器保持器50与分配单元4的分配嘴4a之间提供卡口联接。
[0048]
第二过滤器保持器的所述座52容纳用于制备美式咖啡的第二过滤器b。第二过滤器b由漏斗形的篮54组成。
[0049]
篮54包括圆柱形的上套环54a，其与锥形的下料斗54b连接。
[0050]
参考图4，下料斗54b具有比上套环54a的高度h2更大的高度和小于90
°
的锥角α。
[0051]
这种配置增加了篮54的容量。事实上，应该注意的是，制作美式咖啡所需的咖啡粉量远高于制作浓缩咖啡所用的量。
[0052]
上套环54a的尺寸适合容纳在第二过滤器保持器的主体51的座52内。这样，下料斗54b突出到第二过滤器保持器的主体51的下方。下料斗54b具有带多个孔的穿孔壁，如图4所示。
[0053]
优选地，料斗54b由两层过滤网制成，即穿孔内层和穿孔外层。过滤网内层的孔比过滤网外层小。内层的孔优选具有75μm的直径。外层的孔优选具有0.3mm的直径。
[0054]
凸缘54d从所述上套环54a的开口径向向外突出。当所述第二过滤器b下降到第二过滤器保持器的座52内时，凸缘54d搁置在环形主体51的边缘上。
[0055]
第二过滤器保持器主体的座52具有环形槽56以容纳形状像开环线的保持弹簧55。保持弹簧55适用于拉紧和保持篮54，如图4所示。
[0056]
水系统2和控制单元10使热水通过简单的重力缓慢流过用于制备美式咖啡的第二过滤器保持器50，从而在制备美式咖啡的基础上实现了渗滤过程。
[0057]
水系统2配备有设置在分配阀7上游的注入阀9。
[0058]
注入阀9为二通脉冲电磁阀；换句话说，这种注入阀9具有闸门，该闸门能够以脉冲模式打开和关闭具有on/off系统的电磁阀的两个通路之间的连通，具有可编程的打开和关闭时间。
[0059]
注入阀9连接到控制单元10，其中提供切换装置11以通过具有适当持续时间和频率的脉冲序列i(图5)打开和关闭注入阀9，从而实施用于制备美式咖啡的所述渗滤过程。
[0060]
例如，开关装置11可以是继电器或pwm(脉冲宽度调制)电源。
[0061]
注入阀9的间歇性打开和关闭允许以脉动的水流速来供给分配单元4。
[0062]
参照图6，当第二过滤器保持器50联接到分配单元4时，在第二过滤器b与分配单元
4之间形成腔室c，其容纳适合制备美式咖啡的咖啡粉。由于咖啡粉在第二过滤器b中没有被压缩，因此在腔室c中的咖啡粉颗粒之间存在一定体积的空气。
[0063]
为防止在腔室c中产生高于大气压的压力，每次供给到腔室c中的水体积必须低于腔室c中的空气体积。可以根据注入阀9保持打开的时间来调节这样的水体积。
[0064]
当第二过滤器保持器50与分配单元4紧密接合并按下用于分配美式咖啡的按钮时，控制单元10对咖啡机100施加操作模式，根据该操作模式，由间歇性喷水来供给分配单元4。在每次喷水的分配过程中，到达分配单元4的水体积不足以导致腔室c中的压力增加。因此，水以基本上等于大气压的压力从分配单元4供给到容纳在第二过滤器保持器的篮54中的咖啡。
[0065]
两次连续的喷水之间的时间间隔必须足够长，从而使在先前的喷水期间分配的水量能够通过简单的重力完全渗滤过容纳在篮54中的咖啡粉。
[0066]
喷水循环重复，直到所需剂量的饮料完全渗滤入设置在分配单元4下方的杯子中，其中第二过滤器保持器50接合。
[0067]
图5中的脉冲序列i示出了，持续时间等于打开时间间隔t1(其中注入阀打开)并且脉冲之间的距离等于关闭时间间隔t2(其中注入阀关闭)。
[0068]
脉冲序列i包括：
[0069]-脉冲，其持续时间等于打开时间间隔t1，
[0070]-周期(t＝t1+t2)，其等于打开时间间隔t1和关闭时间间隔t2的总和；和
[0071]-频率(f＝1/t)，其等于周期的倒数。
[0072]
这样：
[0073]-脉冲持续时间的变化将改变喷水中的水量，
[0074]-脉冲序列i频率的变化将改变分配阀保持关闭的关闭时间间隔t2，从而允许来自先前喷水的水渗滤，并且
[0075]-脉冲数的变化将改变分配饮料的总量。
[0076]
实验证实，腔室c中的空气体积大于3cm3。
[0077]
因此，注入阀保持打开的打开时间间隔t1必须允许小于或等于3cm3体积的水通过。在这种情况下，注入阀保持打开的打开时间间隔t1小于或等于0.5秒。
[0078]
3cm3体积的水用不到2.5秒的时间渗滤通过容纳在第二过滤器b中的咖啡粉。因此，注入阀保持关闭的每个关闭时间间隔t2必须大于或等于2.5秒。
[0079]
在要分配120cm3体积的美式咖啡的情况下，需要向过滤器保持器50发送40次喷水，每次喷水包含3cc的水。如果注入阀打开的打开时间间隔t1的持续时间为0.5秒，而注入阀关闭的关闭时间间隔t2的持续时间为2.5秒，则将需要120秒来分配120cm3的美式咖啡。
[0080]
应该注意的是，分配阀7在完成编程的间歇喷水次数所需的时间内保持打开，从而将所需剂量的美式咖啡倒入杯中。
[0081]
控制单元10还包括存储器和编程单元，其中可以设置脉冲序列i的脉冲数量、每个脉冲的持续时间以及脉冲序列的频率。
[0082]
当第一过滤器保持器30紧紧地接合在分配单元4上并且用于制备浓缩咖啡的按钮被操作时，所述控制单元10在咖啡机100上施加操作模式，根据此操作模式，注入阀9在分配阀7的整个打开时间内保持打开，从而在整个编程的时间内为分配单元4提供连续的热水
流，该热水流在压力下通过所述第一过滤器a。
[0083]
为了制作浓缩咖啡，必须执行以下步骤：
[0084]-在用咖啡粉填充所述第一过滤器a之后，将第一过滤器保持器30接合在分配单元4上；
[0085]-打开分配阀7；
[0086]-在分配阀7的整个打开时间内保持注入阀9打开；
[0087]-分配饮料后关闭分配阀7。
[0088]
为了制作美式咖啡，必须执行以下步骤：
[0089]-在用咖啡粉填充第二过滤器b之后，将第二过滤器保持器50接合在分配单元4上；
[0090]-打开分配阀7；
[0091]-间歇地打开和关闭注入阀9，从而使得注入第二过滤器b的水的体积-在注入阀9的每个打开时间间隔内-低于咖啡粉团和由分配单元4和第二过滤器b所限定的腔室中所含的空气的体积，并且冲泡阀9的两次连续打开之间的时间间隔对于在前一个打开时间间隔内分配的水体积完全渗滤通过篮54来说足够长；
[0092]-当已经分配了全剂量的饮料时，也就是说，当已经执行了冲泡阀9的打开和关闭时间间隔的编程的数量时，关闭分配阀7。
[0093]
根据本发明的咖啡机100可以包括多个分配单元4并且提供至少一个所述分配单元专用于制备美式咖啡并且以低于专用于制作浓缩咖啡的其它分配单元的温度来供给水。
[0094]
事实上，应该注意的是，具有大约92℃的温度和通常为9bar的压力的热水用于浓缩咖啡，而具有大气压和大约88℃的温度的热水更适合用于美式咖啡。

技术特征：

1.咖啡机(100)，包括：-水系统(2)，加压热水在其中循环：-至少一个分配单元(4)，其被供应加压热水；所述分配单元(4)包括输送口(4a)；-第一过滤器保持器(30)，其与所述分配单元(4)的该输送口(4a)紧密连接，并容纳用于制备浓缩咖啡的第一过滤器(a)；其中，所述第一过滤器(a)由圆形的桶(34)组成，该桶(34)具有密集地穿孔有小孔的底壁(34a)；-分配阀(7)，其启用/禁用向所述至少一个分配单元(4)供应加压热水；-开/关式的注入阀(9)，其设置在所述分配阀(7)的上游；和-控制单元(10)，其用于对该咖啡机的操作进行编程和控制；其特征是所述咖啡机(100)还包括第二过滤器保持器(50)，该第二过滤器保持器(50)容纳第二过滤器(b)，该第二过滤器(b)适于容纳用于制备美式咖啡的咖啡粉；其中，所述第二过滤器(b)包括篮(54)，该篮包括圆柱形的上套环(54a)，该套环的底部与开有多个小孔的锥形料斗(54b)连接；其中，所述第二过滤器保持器(50)与所述至少一个分配单元(4)的分配口(4a)紧密连接，从而在第二过滤器和分配单元之间限定腔室(c)，其中含有咖啡粉；其中，所述注入阀(9)由所述控制单元(10)根据两种可选操作模式来进行控制：-用于浓缩咖啡的第一操作模式，其中，该第一过滤器保持器(30)联接到该分配单元(4)，根据该操作模式，所述注入阀(9)在该分配阀(7)的整个打开时间期间始终打开，用于通过该第一过滤器保持器(30)分配浓缩咖啡；-用于美式咖啡的第二操作模式，其中，该第二过滤器保持器(50)联接到该分配单元(4)，根据该操作模式，所述注入阀(9)间歇地打开和关闭，从而在该注入阀(9)的每个打开时间间隔(t1)时，注入所述第二过滤器(b)的水体积低于该第二过滤器(b)与该分配单元(4)之间的腔室(c)内的空气体积；并且该注入阀(9)的每个关闭时间间隔(t2)足以使在前一个打开时间间隔期间分配的水体积完全渗滤通过该第二过滤器(b)。2.根据权利要求1所述的咖啡机(100)，其中，所述控制单元(10)包括开关装置(11)，从而通过脉冲序列(i)控制该注入阀(9)。3.根据权利要求2所述的咖啡机(100)，其中，该控制单元(10)包括存储器和编程单元，用于设置所述脉冲序列的脉冲数、每个脉冲的持续时间和该脉冲序列的频率。4.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡机(100)，其中，所述第二过滤器保持器(50)包括限定圆形座(52)的环形主体(51)；其中，所述篮(54)被容纳在该座(52)中，并且所述下料斗(54c)从所述座(52)向下突出。5.根据前述权利要求中任一项所述的咖啡机(100)，包括多个分配单元(4)，其中，至少一个分配单元专用于制备美式咖啡并且被供给温度低于其它专门用于制备浓缩咖啡的分配单元的水。6.使用根据前述权利要求所述的咖啡机(100)来制备浓缩咖啡的方法，包括以下步骤：-在用咖啡粉填充该第一过滤器(a)之后，将该第一过滤器保持器(30)接合在分配单元(4)上；-打开分配阀(7)；-在该分配阀(7)的整个打开时间内保持该注入阀(9)打开；并且
‑
当分配了满剂量的饮料后，关闭该分配阀(7)。7.使用根据前述权利要求1至5中任一项所述的咖啡机(100)来制备美式咖啡的方法，包括以下步骤：-在用咖啡粉填充该第二过滤器(b)之后，将该第二过滤器保持器(50)接合在分配单元(4)上，从而在该第二过滤器与该分配单元之间限定腔室(c)，其中容纳有咖啡粉；-打开该分配阀(7)；-间歇地打开和关闭该注入阀(9)，从而使得在该注入阀(9)的每个打开时间间隔(t1)，注入该第二过滤器(b)的水体积低于该第二过滤器(b)与该分配单元(4)之间的腔室(c)中的空气体积；并且该注入阀(9)的每个关闭时间间隔(t2)足以使在注入阀的前一个打开时间间隔内分配的水体积完全渗滤通过该第二过滤器(b)；并且-当分配了满剂量的饮料后，关闭该分配阀(7)。8.用于咖啡机的过滤器保持器(50)，包括：-限定圆形的座(52)的环形主体(51)；-卡口联接装置(51a)，其从该主体突出从而提供与咖啡机的分配单元(4)的分配口(4a)的卡口联接；-过滤器(b)，其由设置在所述座(52)中的篮(54)组成；所述篮(54)包括圆柱形的上套环(54a)，该上套环(54a)连接至锥形的下料斗(54b)，下料斗(54b)开孔有多个孔；其特征是所述下料斗(54b)突出于主体(51)下方；并且所述下料斗(54b)的高度(h1)高于上套环(54a)的高度(h2)，并且锥角(α)小于90
°
。9.根据权利要求8所述的过滤器保持器(50)，其中，所述上套环(54a)包括径向向外突出的凸缘(54d)，从而搁置在该过滤器保持器的该主体(51)的边缘上。10.根据权利要求8或9所述的过滤器保持器(50)，其中，该过滤器保持器的该主体的所述座(52)具有环形槽(56)，形状为开口-环形线的保持弹簧(55)设置在其中并适于紧固和保持该过滤器(b)。11.根据权利要求8至10中任一项所述的过滤器保持器(50)，其中，所述下料斗(54b)包括过滤网，该过滤网包括穿孔的内层和穿孔的外层，其中该内层的孔比该外层的孔小。

技术总结

一种咖啡机(100)，其包括：水系统(2)，加压热水在水系统(2)中循环；至少一个分配单元(4)，其被供给加压热水；第一过滤器保持器(30)，其容纳用于制备浓缩咖啡的第一过滤器(A)、用于制备美式咖啡的第二过滤器(B)，包括漏斗形的篮(54)，该篮(54)包括圆柱形的上套环(54a)，其下部接合至穿孔有多个孔的锥形料斗(5)。(5)。(5)。