濃縮咖啡機的過濾裝置和方法

2023-07-12 07:45:36 1

專利名稱：濃縮咖啡機的過濾裝置和方法
技術領域：
本發明涉及濃縮咖啡(espresso coffee)機，尤其涉及確保在這種機器的過濾裝 置中使用的研磨咖啡的預定壓緊密度(packing desity) 0
背景技術：
濃縮咖啡機是公知的。簡要地說，在過濾裝置內擠壓少量的研磨咖啡，並使熱水加 壓流過咖啡，以製作濃縮飲料。重要的是，充分壓緊研磨咖啡，以確保製作出特色咖啡油脂 層(characteristic crema layer)；然而，壓得太緊將導致熱水壓力過大，和/或導致濃縮 飲料的製作較慢。US-A-5280747提出了一種研磨咖啡壓緊活塞，該研磨咖啡壓緊活塞由來自煮沸器 的加壓熱水致動。最大壓緊力由作用於活塞上的水壓確定，並由防止在活塞裝置內產生過 大壓力的彈簧結構確定。因此，該現有技術的機構可以避免過度壓緊研磨咖啡，但是有些複雜。所需要的是簡單直接的方法，其既能確保充分壓緊研磨咖啡，又能避免過度壓緊。

發明內容
本發明提供了 一種用於實現上述目的的方法和裝置。根據本發明的第一方面，提供了一種壓緊濃縮咖啡機的過濾機構中的研磨咖啡的 方法，該方法包括以下步驟將一定量的研磨咖啡放入濾杯中，將所述濾杯安裝在可回退的支承部上，該可回退支承部具有預定的預載荷，提供加壓水源，提供對所述水源產生響應的活塞機構，對所述杯應用所述活塞機構，以對抗所述支承部的抵抗力而擠壓所述研磨咖啡， 以及增大所述壓力，直到超過所述預載荷而使得所述支承部回退為止。如果活塞機構向研磨咖啡施加的載荷不能超過預定彈簧復位力，則不需要支承部 的完全回縮。部分或漸進的回退可能就夠了。因為向濃縮機安裝了過濾裝置，所以會出現預載荷。這種結構可以確保充分而不過度壓緊研磨咖啡。在優選實施方式中，所述方法包括以下步驟例如通過螺旋壓縮彈簧對所述支承 部施加彈性載荷，並對所述彈簧預加載荷以提供所述預載荷。彈簧可以具有低彈性係數 (low rate)。所述方法可以包括調節所述彈簧的預載荷以提供最優的結果。本發明還提供了一種製作濃縮咖啡的方法，該方法包括如上所述的壓緊方法，並 且還包括以下步驟提供熱水作為所述水源，
使所述熱水在使所述支承部回退的壓力或者高於該壓力的壓力下流到所述濾杯 的上遊部分(upstream side)。在進一步的改進例中，所述方法還包括以下步驟提供被預加載荷的閥，以使熱水 以預定壓力流過所述濾杯，該預定壓力等於或高於使所述支承部回退的壓力。 根據本發明的第二方面，提供了一種濃縮咖啡機的過濾支承裝置，所述裝置包括 過濾主體和濾杯，該過濾主體具有豎直軸，該濾杯適於容納研磨咖啡，且能夠在所述軸上對 抗復位裝置而向下位移。這種裝置通過相對於過濾主體向下位移而對濾杯中的研磨咖啡提供了預定程度 的擠壓。在使用時，復位裝置優選地是彈簧，最優選地是具有等效於期望擠壓程度的預載荷 的螺旋壓縮彈簧。換言之，濾杯開始向下位移指示了適當的擠壓。可以通過手動裝置在濾杯中對研磨咖啡進行擠壓，但是最優選的是，將該裝置安 裝到濃縮咖啡機上，以例如通過水壓活塞響應於水壓而進行自動擠壓。濾杯優選地是圓形 的，活塞緊配合在濾杯口的內徑上。典型的是，將未擠壓的研磨咖啡倒入濾杯中，在擠壓之 前使研磨咖啡與濾杯的邊緣齊平，以確保一致性。復位裝置可以是能調節的，以便調整擠壓程度使得適於以最大的體積產出流率 (volume delivery rate)製作良好的濃縮咖啡。濾杯還可以包括位於其基部中的受限出口，以確保最小的背壓。在優選的實施方 式中，所述出口包括插入部，該插入部具有一個預定直徑的開口，該插入部優選地對稱位於 所述基部中。根據本發明的過濾支承裝置適於濃縮咖啡機的許多變體，在這些變體中，通過活 塞的向下移動來擠壓研磨咖啡。本發明還提供了這樣一種機器，該機器具有儲水罐、泵和加 熱器，以能夠向上述過濾支承裝置提供加壓熱水。該機器還包括水壓活塞，該水壓活塞在加 壓熱水的作用下能夠對著濾杯移動，並且具有活塞復位彈簧。在優選實施方式中，所述活塞復位彈簧是螺旋壓縮彈簧，並且所述活塞中包括使 熱水通過的管路，所述管路由彈性偏壓單向閥封閉。所述管路可以包括從活塞冠部起位於 所述軸上的直立襯套(sleeve)，該直立襯套中包括所述閥。在使用時，增大熱水壓力首先使活塞對抗著所述復位彈簧而向下移動，以擠壓研 磨咖啡。在預定水壓下，從而在預定載荷下，濾杯的復位裝置回退，以避免對研磨咖啡的不 適當的壓緊。在該壓力或恰好高於該壓力的情況下，單向閥打開以使熱水流向濾杯。該機器還可以包括一閥，該閥用於釋放所述活塞上遊的水壓當製作了期望容量的 咖啡液時，同時，機器將泵和加熱器閉上。所述閥可以是自動的，並且包括由所述泵上遊的 流量計至文動的電磁閥(electrical solenoid-operated valve)。


根據以下對附圖中舉例示出的優選實施方式的描述，將清楚本發明的其它特徵， 在附圖中圖1是濃縮咖啡機的示意圖。圖2是圖1中的過濾保持器裝置在初始狀態下的放大圖。圖3是圖1中的過濾保持器裝置在第二狀態下的放大圖。
圖4是圖1中的過濾保持器裝置在第三狀態下的放大圖。
具體實施例方式參照圖1，濃縮咖啡機21包括水罐16，水罐16具有經由流量計17而連通到泵18 的出口。泵18能夠用於大大增大水的壓力(例如，增大到15巴)，接著水經過煮沸器19流 到過濾調製裝置20。在裝置20的下方、滴接盤(driptray)22上例示有一示意性的杯30。圖2中更詳細地示出了裝置20，裝置20包括殼體31，殼體31具有連通自煮沸器 的入口 14和針對滴接盤22的出口 32。出口 32在正常時由電磁閥1封閉。殼體31包括支承結構33，支承結構33適於容納可取下的過濾裝置6，過濾裝置6 具有能夠接合在「C」形支承面35上的邊緣34。這種用於放置和保持裝置6的具體結構是 公知的，不需要在此做進一步的描述。從圖中可見，在殼體31的上部內，是顛倒的環形筒36，環形活塞4在該環形筒36 內滑動。活塞4緊固有內襯套37，該內襯套37承載可取下的彈簧保持器2。從圖中可見， 螺旋壓縮彈簧3作用於筒36的內邊緣與保持器2的下側之間，以把活塞4背離由筒的下內 邊緣提供的端止部而偏壓向筒的內部。在襯套37內，設置有單向閥13，該單向閥13由螺旋壓縮彈簧12偏壓到關閉狀態。 在使用時，如將要說明的那樣，水壓打開閥13，而使熱水通過襯套流到過濾裝置6。過濾裝置6包括外保持器38和內杯狀殼5，該內杯狀殼5具有多個出口 8，在使用 時，液體咖啡可以從這些出口 8流出。殼5經由螺旋壓縮彈簧7安裝到保持器38，並且在使 用時可以相對向下移動，這將在後面說明。殼5內的杯狀插入部39為研磨咖啡11提供了容器，插入部39的基部包括限流器 9，限流器9中具有可以使加壓咖啡液流到出口 8的小孔。可以理解，限流器9對其上遊的 背壓具有影響。使用該裝置製作咖啡的過程如下。向插入部39填裝預定量的研磨咖啡，並將過濾裝置6安裝到殼體31上，如圖2所 示。研磨咖啡11距活塞4的下側有一距離。啟動泵18和煮沸器19，使熱水能經由入口 14流入。用電磁閥1關閉出口 32，從 而增大水壓。當克服了彈簧3的預載荷時，活塞4下降到圖3所示的位置，在該位置處，研 磨咖啡11受到擠壓。可以理解，壓緊的程度是多個參數(如水壓、活塞面積和研磨咖啡的 細度)的函數。在此階段，單向閥13保持關閉，而彈簧7未受壓。水壓進一步增大，使得單向閥13打開，如圖4所示，從而熱水可以流過過濾裝置6， 以在出口 8處產生液體咖啡。活塞4確保適當的壓緊，並結合限流器9提供了具有期望「咖 啡油脂」層的液體咖啡。如果背壓超過製作液體咖啡的期望閥(desired valves)，則同樣如圖4所示，彈 簧7開始壓縮。這樣，以簡單有效的方式避免了對研磨咖啡的進一步壓緊。理想的是，在彈 簧7開始壓縮後，但在彈簧7完全壓緊之前，單向閥13應當打開。當預定容量的水流過了流量計17時，泵停止工作，並且電磁閥1打開以釋放活塞 4上方的壓力。活塞4向上回退，以使能夠取下和清潔過濾裝置。
權利要求
一種壓緊濃縮咖啡機的過濾機構中的研磨咖啡的方法，該方法包括以下步驟將一定量的研磨咖啡放入濾杯中，將所述濾杯安裝在可回退的支承部上，該可回退支承部具有預定的預載荷，提供加壓水源，提供對所述水源產生響應的活塞機構，對所述杯應用所述活塞機構，以對抗所述支承部的抵抗力而擠壓所述研磨咖啡，以及增大所述壓力，直到超過所述預載荷而使得所述支承部回退為止。
2.如權利要求1所述的方法，該方法包括以下步驟對所述支承部施加彈性載荷，並對 所述彈簧預加載荷以提供所述預載荷。
3.如權利要求2所述的方法，該方法包括以下步驟調節所述彈簧的預載荷以提供最 優的結果。
4.如權利要求1到3中的任一項所述的方法，該方法在用於製作濃縮咖啡時，還包括以 下步驟提供熱水作為所述水源，和使所述熱水在使所述支承部回退的壓力或者高於該壓力的壓力下流到所述濾杯的上 遊部分。
5.如權利要求5所述的方法，該方法還包括以下步驟提供被預加載荷的閥，以使熱水 以預定壓力流過所述濾杯，該預定壓力等於或高於使所述支承部回退的壓力。
6.一種濃縮咖啡機的過濾支承裝置，所述裝置包括過濾主體和濾杯，該過濾主體具有 豎直軸，該濾杯適於容納研磨咖啡，且能夠在所述軸上對抗復位裝置而向下位移。
7.如權利要求6所述的裝置，其中，所述復位裝置是彈簧。
8.如權利要求7所述的裝置，其中，所述彈簧是螺旋壓縮彈簧。
9.如權利要求6到9中的任一項所述的裝置，其中，所述濾杯包括位於基部中的受限出□。
10.如權利要求9所述的裝置，其中，所述出口包括插入部，該插入部具有一個預定直 徑的孔。
11.如前述任一項權利要求所述的裝置，其中，所述復位裝置能夠調節以設置其預載荷
12.如權利要求6到11中的任一項所述的裝置，該裝置還包括濃縮咖啡機，該濃縮咖啡 機具有儲水罐、泵和加熱器，從而能夠向所述濾杯輸送加壓熱水。
13.如權利要求12所述的裝置，該裝置還包括水壓活塞，該水壓活塞在所述加壓熱水 的作用下能夠朝向所述濾杯移動，並且該裝置具有活塞復位彈簧。
14.如權利要求13所述的裝置，其中，所述活塞復位彈簧是螺旋壓縮彈簧，並且所述活 塞中具有用於使熱水流過的管路，所述管路被彈性偏壓單向閥封閉。
15.如權利要求12到14中的任一項所述的裝置，該裝置還包括用於在製作好期望容量 的咖啡液時釋放所述活塞上遊的水壓的閥，且包括關閉所述泵和加熱器的構件。
全文摘要
濃縮咖啡機(21)的過濾裝置(20)具有可安裝的過濾機構(6)，過濾機構(6)包括用於容納研磨咖啡(11)的杯(39)，杯(39)安裝在杯保持器(38)中的可回退彈簧(7)上。在使用時，例如使用加壓熱水作為致動介質，使活塞(4)擠壓研磨咖啡(11)，而在預定壓力/載荷下，杯(39)在杯保持器(38)內回退，以防止過度壓緊。
文檔編號A47J31/34GK101873818SQ200880017144
公開日2010年10月27日 申請日期2008年7月7日 優先權日2007年8月9日
發明者李伯文 申請人:活力科研有限公司