專利名稱：調(diào)制飲料的改進(jìn)裝置的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考本申請(qǐng)基于2003年2月6日提交的臨時(shí)申請(qǐng)60/445 370。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公開了多種調(diào)制茶和咖啡的裝置，包括過濾器、滴水器以及法式壓濾機(jī)。法式壓濾機(jī)方法是從茶葉和磨碎的咖啡中浸出最佳味道的最有效方法之一。最常用的法式壓濾機(jī)是不用電的、并且取決于通過傳統(tǒng)裝置將水預(yù)熱以及將熱水轉(zhuǎn)移到法式壓濾機(jī)以對(duì)茶葉或咖啡進(jìn)行浸出。電法式壓濾機(jī)是制備這種飲料的一種相似裝置，它將壺中水直接煮沸以確保水在調(diào)制循環(huán)的開始時(shí)就在沸騰溫度。
傳統(tǒng)的電法式壓濾機(jī)類型的壺，例如在PCT WO00/40 128和PCT/EP99/10 357(德國專利19706523A1)中描述的是具有與水接觸的電加熱盤的玻璃或者塑料盛水器皿。在這些先前的技術(shù)中，壺與加熱器之間的電連接通常通過可拆卸支撐基座實(shí)現(xiàn)，支撐基座包含可以插進(jìn)壺基座外殼底側(cè)的電插座中的電連接器。通常壺也具有一個(gè)裝有蒸汽驅(qū)動(dòng)電開關(guān)的手柄。當(dāng)水沸騰并產(chǎn)生蒸汽的時(shí)候開關(guān)將切斷所有供給加熱盤的電源。然而，這些傳統(tǒng)調(diào)制裝置缺少通用性，在實(shí)際調(diào)制過程中缺少對(duì)水溫的精確控制以及飲料的認(rèn)真消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)的那些其它十分討厭的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種先進(jìn)的電調(diào)制壺，它提供用于精確地調(diào)整水溫至各種咖啡和茶的任何最佳浸出溫度值。浸出綠茶的最佳溫度比浸出紅茶低得多。根據(jù)中意的咖啡和個(gè)人嗜好，咖啡一般在所選擇的稍微低于水的沸點(diǎn)的某一特定溫度浸出得最好。這里描述的改進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)目的就是使用戶可以像法式壓濾機(jī)那樣操作、或者作為允許咖啡、茶以及其它可浸出食品在液體浸出發(fā)生前預(yù)加熱并進(jìn)行蒸汽處理的改進(jìn)浸出器。
本發(fā)明還包括在浸出和浸泡過程中容納茶葉或磨碎的咖啡的改進(jìn)裝置。通過這種新穎的裝置，所容納的茶或咖啡可以恰好在最佳調(diào)制溫度下浸入水中并且可以在精確的最佳浸泡或者調(diào)制時(shí)間后完全地從水中取出，因此可以突然地終止任何進(jìn)一步的浸出。通過終止浸出，茶葉或者磨碎的咖啡中更苦的成份沒有被浸出并與已經(jīng)浸出到水中的更有味道的食用香料混合在一起。此外，咖啡或者茶的任何微細(xì)磨粒保留在已經(jīng)浸出的茶或者咖啡中的機(jī)會(huì)實(shí)際上被排除了—不像法式壓濾機(jī)那樣當(dāng)飲料倒出時(shí)茶或者咖啡的浸出碎片還保留在壺中。這些傳統(tǒng)方法不利地影響了飲料的口味并使未過濾的固體隨著液體一起被倒出。
這種新穎的裝置的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在水被加熱的時(shí)間段內(nèi)，限制在半開孔的容器內(nèi)的磨碎的咖啡或者茶可以保存在壺內(nèi)位于水面之上，因此可在它們浸入浸出用水之前使蒸汽擴(kuò)散到茶葉或者磨碎的咖啡中并使茶葉或者磨碎的咖啡膨脹。這個(gè)膨脹過程或“開花”使浸入期間的浸出時(shí)間更高效并使浸出時(shí)間縮短。
獨(dú)特地，電以及電動(dòng)裝置提供了精確地控制浸出時(shí)間和浸出溫度的能力，以及調(diào)整操作程序以適應(yīng)由于當(dāng)?shù)卮髿鈮涸蛱貏e是在高海拔地區(qū)沸點(diǎn)的變化。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)制飲料的裝置部分剖開的側(cè)視圖。
圖2是圖1中所示裝置的俯視圖。
圖3是沿圖2中線3-3剖開的橫截面視圖。
圖4是用在圖1-3裝置中的飲料容器的橫截面俯視圖。
圖5是用在圖1-4裝置中的容器系統(tǒng)的透視圖。
圖6是圖1-5所示裝置的上蓋部分的俯視圖。
圖7是用在圖1-5裝置的下籃部分的仰視圖。
圖8是圖1-5所示裝置的下籃部分的上蓋部分的分解側(cè)視圖。
圖9是圖1-5所示裝置一部分的橫截面視圖。
圖10是圖1-5所示裝置的電路圖。
圖11是圖1-5所示裝置的各種零部件之間關(guān)系的方框圖。
圖12是圖1-5所示裝置一部分的側(cè)視圖。
圖13是圖1-5所示裝置一部分的部分剖開的側(cè)視圖。
圖14是用在圖1-5所示裝置的蓋子的側(cè)視圖。
圖15-16是本發(fā)明另一實(shí)施例部分剖開的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的改進(jìn)是獨(dú)特的容器系統(tǒng)，容器系統(tǒng)可使磨碎的咖啡或者茶葉容納在壺內(nèi)但不浸入水中直到水被加熱到最佳溫度。圖1顯示具有玻璃或者塑料制成的殼形器皿2和手柄7的電加熱壺，手柄上裝有一個(gè)或多個(gè)控制開關(guān)55和LED53、54以及60。獨(dú)特的容器系統(tǒng)10被支撐在液面之上并位于穿過壺蓋23的控制桿15的下端。在浸出循環(huán)中可選擇手動(dòng)或者自動(dòng)模式將容器降低到壺內(nèi)的水面之下。電加熱盤3安裝在器皿殼體2的底部。優(yōu)選地，加熱盤3封裝到壺上形成壺的底部，使得確保盤3的一側(cè)直接與水接觸。安裝在電加熱盤3底部的是電加熱器19。供給加熱器的電源由獨(dú)特的編程電子處理器以及控制器控制。水的溫度通過插入裝在外殼6內(nèi)的處理器47中的熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器27或者類似的溫度傳感器來測(cè)量。溫度傳感器27可以與熱水、壺殼直接接觸地安裝，也可以安裝在與熱水密切接觸的下加熱盤3的下面。整個(gè)裝置通過電源線25供電，電源線與裝有可以從Otter、Strix或者其它供應(yīng)商處購得的類似類型的無線連接器的基座4相連接。通往壺本身的電能通過從基座4上延伸的插塞29流過連接器，插塞29插入安裝在外殼6內(nèi)的加熱盤3基座上的插座30中，外殼6用于支撐壺并封閉安裝在壺以及加熱盤3下方的一些電零部件。盡管無線壺是優(yōu)選的，壺可以通過電源線與局部家用電源接口直接相連。
充滿食品的容器10可以在浸出過程的開始時(shí)就浸入熱水并保持在其中以進(jìn)行浸出循環(huán)?？梢詫⑷萜?0升高到加熱液體之上以突然地終止浸出過程。處在水中的容器可以保持在某一位置，或者如果需要的話可以手動(dòng)或者機(jī)械地上下移動(dòng)以增強(qiáng)通過容器的水的流動(dòng)，這樣可以使水與茶葉或者磨碎的咖啡之間有更好的接觸，其目的是增強(qiáng)浸出效果或者達(dá)到浸出與口味之間不同類型的平衡。
容器系統(tǒng)10(圖3)由裝有下籃部分12的上部分11(圖5和圖8)組成，下籃部分12容納有茶葉或者磨碎的咖啡。通過將下籃部分12上的銷對(duì)準(zhǔn)上部分11上的槽、將下籃部分12插入上部分并旋轉(zhuǎn)下籃部分12以固定其位置，下籃部分12被安裝在上部分11上。即使上部分11保持安裝在桿15上，下部分12也可以從上部分11上取下來。
桿15(圖1、3和5)牢固地安裝在容器系統(tǒng)10的上部分11上，以使容器系統(tǒng)可在壺內(nèi)上升或下降。容器系統(tǒng)10設(shè)計(jì)成直徑或外尺寸小于壺2的內(nèi)徑或尺寸，這樣容器系統(tǒng)可以自由地上下移動(dòng)，并且當(dāng)其上下移動(dòng)或者最終茶或者咖啡倒出壺時(shí)，水或者蒸汽可以繞著系統(tǒng)自由地流過。水也可以進(jìn)入或者流過例如通過篩狀結(jié)構(gòu)封閉起來的容器，篩狀結(jié)構(gòu)分別安裝在容器系統(tǒng)上端和下端的支撐臂17(圖5、6)和圖7的支撐臂18上。篩上的孔是可調(diào)整的，或者在任何情況下每個(gè)孔都是足夠小的以容納茶葉和磨碎的咖啡，但又是足夠大的以允許水流進(jìn)或流出容器系統(tǒng)。因?yàn)槿萜鞲綦x了正被浸出的咖啡或茶，保持在容器系統(tǒng)10內(nèi)已經(jīng)浸過的固體殘?jiān)苋菀讖膲?中清除，從而壺2相對(duì)干凈并且清理起來也不費(fèi)力。在不清理壺的情況下多次調(diào)制是可以的。
一旦茶或咖啡被調(diào)制，容器10可以保留在水中，但優(yōu)選地將其升至水面之上以終止浸出。當(dāng)然可以從壺中完全取出。如果需要，在茶或咖啡倒出壺之前可以在壺2上放置傾倒蓋9(圖14)。傾倒蓋9上的槽9a使在蓋子與壺緊密配合的情況下容易地從壺中倒出飲料來。
生產(chǎn)最佳味道飲料的關(guān)鍵是浸出期間味道被浸出的溫度和與液體接觸的時(shí)間?？Х群筒韬卸喾N有機(jī)食用香料。其中有些香料是非常芳香的，有些芳香味很小。通常要避免那些增加了苦味的成份。各種香料的浸出數(shù)量取決于精確的水溫。當(dāng)水溫升高時(shí)，各種成份的可溶性將發(fā)生變化并且浸出速度將隨著溫度升高而增加。另外，任何成份的浸出速度隨著該成份在溶液中的濃度而變化。很明顯，當(dāng)浸出時(shí)間增加的時(shí)候各種香料的濃度繼續(xù)增加，但重要的是關(guān)鍵香料的比例必須改變的足夠多以被具有敏感口味的任何人察覺到。因此，最終香料的比例取決于時(shí)間、溫度、茶或咖啡的量、茶或咖啡被液體浸泡的程度以及調(diào)制環(huán)境下液體的攪動(dòng)。所有這些因素必須仔細(xì)地加以控制，并且很明顯如果調(diào)制環(huán)境和裝置允許由用戶來改變這些可變因素，用戶就可以優(yōu)化條件以調(diào)制出適合自己口味的飲料。
這里公開的先進(jìn)的調(diào)制裝置具有必要的通用性以允許用戶修改調(diào)制條件，以最好地適合每種類型的茶或每種品牌的咖啡。因此這個(gè)新穎的器具在提供了調(diào)制前對(duì)茶和咖啡預(yù)處理裝置的同時(shí)，允許個(gè)人精確地控制調(diào)制溫度和調(diào)制時(shí)間、以及在調(diào)制過程中對(duì)攪動(dòng)的控制。
咖啡或茶放在半封閉容器內(nèi)，半封閉容器的外密封表面開有多個(gè)小孔以使在“開花”或者浸出期間水或蒸汽可以進(jìn)入容器。通常采用篩類材料以使液體可以流入流出容器。然而每個(gè)孔都足夠小以阻止磨碎的咖啡微?；虿枞~以及碎片通過小孔。這些孔的數(shù)量和表面上總的開孔面積對(duì)于控制進(jìn)出殼體的液體流動(dòng)和蒸汽擴(kuò)散的程度是很重要的。如果開孔面積大，其浸出結(jié)果就接近于將咖啡或茶簡(jiǎn)單地注入熱水中所得到的香料混合物。如果總開孔面積小，其條件和味道將接近于當(dāng)浸出進(jìn)行時(shí)茶僅浸在少量水中的俄式茶炊。可以在任何一次使用中調(diào)整孔的數(shù)量或者篩的面積。這種調(diào)整可以很容易地實(shí)現(xiàn)，例如通過使用靠近篩孔區(qū)的可調(diào)整關(guān)閉裝配擋板31，如圖9所示，通過手動(dòng)裝置例如操作桿33進(jìn)行調(diào)整。圖9所示的篩孔面積的調(diào)整程度大約可從開孔面積的25％到75％范圍變化。在某些模式中提供從0％到100％的范圍是更方便的。
這種先進(jìn)調(diào)制裝置的設(shè)計(jì)給用戶提供了在多種可選調(diào)制過程中選擇的機(jī)會(huì)。首先，可以按照類似傳統(tǒng)法式壓濾機(jī)那樣將咖啡或茶直接放入熱水中以使大量水浸泡的各個(gè)咖啡微?；虿枞~發(fā)生浸出。當(dāng)微粒變濕后下沉，趨向于堆積在壺底部并且在浸出后通過向下按壓與腔壁緊密配合的篩狀過濾器以將微粒機(jī)械地限制在底部。當(dāng)茶或咖啡倒出并喝掉后它們?nèi)粤粼诘撞?。?dāng)飲料被喝掉后咖啡和茶還處在按壓狀態(tài)，這使某些更苦的香料繼續(xù)浸出-這不利地影響了飲料的味道。然而某些用戶可能喜歡超過延遲期還在繼續(xù)浸出的味道更濃的飲料，大多數(shù)專家發(fā)現(xiàn)這對(duì)味道或口味不利。然而，這里公開的通用新產(chǎn)品的非常重要的改進(jìn)就是允許用戶首先對(duì)咖啡或茶進(jìn)行蒸汽或弄濕處理，使微粒松軟并且膨脹(開花)，增加了總表面積、并有利于更好地控制浸出條件。這種新產(chǎn)品也允許用戶將新穎的容器在精確的最佳溫度條件下浸入但不攪動(dòng)，并保持一段最佳時(shí)間后，在倒出飲料之前完全地從加熱器皿中取出。在其它極端情況下，用戶可以將容器在水內(nèi)上下移動(dòng)或者將容器浸入浸出水面以在最短可能時(shí)間內(nèi)獲得所有香料的最大浸出效果。
因此，本新穎的方法提供了多種可復(fù)制的并且可控的調(diào)制選擇，這就允許用戶優(yōu)化其咖啡、茶或者其它可浸出材料的味道以適合個(gè)人偏好。
為了提供極端調(diào)制情況下的適應(yīng)性，本新穎裝置使用了用于高精度地控制溫度和時(shí)間的先進(jìn)裝置、用于補(bǔ)償由于大氣壓力變化導(dǎo)致的沸點(diǎn)變化的裝置、用于調(diào)制完成后保持飲料溫?zé)釥顟B(tài)的裝置、以及以先進(jìn)模式自動(dòng)開始調(diào)制過程的裝置。這些優(yōu)點(diǎn)在進(jìn)一步描述本新產(chǎn)品的操作時(shí)將更加明顯。
因?yàn)榭赡苄枰褂帽倦妷睾?jiǎn)單地使水沸騰以準(zhǔn)備熱巧克力、湯等，必須裝有保護(hù)部分以防止出現(xiàn)水持續(xù)沸騰帶來的壺?zé)梢约皢卧^熱產(chǎn)生危險(xiǎn)情況的可能性。在本先進(jìn)系統(tǒng)中提供有裝置以避免這種可能性，同時(shí)給用戶提供設(shè)置水溫剛好低于沸點(diǎn)的選擇，例如海平面實(shí)際沸點(diǎn)為212°F，可設(shè)置為211°F。以小于1°F的精度控制絕對(duì)溫度是可以的，但花費(fèi)很大并且也許對(duì)家庭應(yīng)用并不可行。因此，采用新穎的電子處理器來監(jiān)控來自本產(chǎn)品內(nèi)部用來探測(cè)沸騰存在的熱探測(cè)器的電信號(hào)，無論水在什么溫度沸騰，這取決于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?。電子處理器同時(shí)還在溫度傳感器的幫助下測(cè)量水或者剛好在水面之上的蒸汽與空氣混合物的溫度。如果水確實(shí)沸騰，處理器保持精確的溫度測(cè)量并且將其記錄為當(dāng)?shù)氐姆悬c(diǎn)。隨后處理器通知用戶必須手動(dòng)將其預(yù)定溫度設(shè)置在沸點(diǎn)之下，限制用戶將其預(yù)定溫度設(shè)置在或者超過沸點(diǎn)，否則阻止裝置繼續(xù)將水加熱超過當(dāng)?shù)胤悬c(diǎn)。
本調(diào)制裝置給用戶提供了高精度地設(shè)置預(yù)定溫度的裝置。對(duì)于綠茶而言甚至可以低于150°F，而紅茶或者咖啡可以設(shè)置溫度為沸點(diǎn)或者剛好低于沸點(diǎn)。其它的茶或咖啡通常都在這個(gè)溫度范圍內(nèi)。因此通過機(jī)械或者電裝置精確地測(cè)量水溫并精確地顯示水溫設(shè)置是很重要的。也許最方便并且最精確地電子測(cè)量水溫的裝置是通過熱電偶精密電熱調(diào)節(jié)器，或者是與水良好熱接觸或接觸將傳感器與熱水隔開的高熱傳導(dǎo)性的薄片材料的其它裝置。由于與熱水接觸的金屬加熱盤具有高的熱傳導(dǎo)系數(shù)，其干的一側(cè)提供了方便而且實(shí)用的監(jiān)控水溫的空間。可選地，該盤可做成具有突進(jìn)液體的薄壁熱井，其內(nèi)裝有電熱調(diào)節(jié)器或者熱電偶。可選地，傳感器可以裝在壺的內(nèi)壁以獲得甚至更高熱精度。
對(duì)于水的電加熱器安裝在例如用鋼或者鋁制成的金屬盤上，盤的一側(cè)與壺內(nèi)水良好熱接觸。加熱器必須提供大量能量以快速將水加熱，但一旦達(dá)到預(yù)定溫度，維持熱水所需要的電能就小的多。因此需要大功率的加熱器例如1000-1500瓦特以使加熱迅速。一旦水被加熱到控制溫度，維持這一溫度所需要的電能不會(huì)超過100到200瓦特。這種新穎的調(diào)制裝置使用了單一的大功率加熱器以將水迅速加熱，但其裝有電子控制器，電子控制器調(diào)整供應(yīng)給該同一大功率加熱器的電能間歇流動(dòng)，作為在保溫循環(huán)中降低大功率加熱器的有效功率的裝置。該獨(dú)特的裝置避免了需要兩個(gè)不同功率的加熱器、低效而昂貴的電阻器、傳統(tǒng)繼電器或者機(jī)械自動(dòng)調(diào)溫器?？刂破饔谑且哉_頻率和持續(xù)時(shí)間給加熱器發(fā)出全功率瞬間脈沖，使水溫精確地維持在預(yù)定溫度。通?？刂破髅棵腌姲l(fā)送很多脈沖。如果壺中水比較多所需要的有效功率當(dāng)然比較大，或者同將水溫維持在接近室溫比較，將水維持在更高溫度所需要的有效功率當(dāng)然也比較大。
本新穎調(diào)制裝置也包括調(diào)制循環(huán)完成后使飲料保溫的裝置。電子處理器47被編程，以自動(dòng)地根據(jù)熱傳感器27調(diào)整施加到加熱器19的電功率脈沖的頻率和持續(xù)時(shí)間，將飲料維持在預(yù)定溫度例如160℃。設(shè)置控制裝置，使用戶可以改變“保溫溫度”以提供更涼或更熱的飲料。這種改變加熱器功率的先進(jìn)裝置確保供給加熱器和壺恰好正確量的能量，而不會(huì)供給加熱器過量的電能。從而，重要的是不像傳統(tǒng)加熱裝置那樣，加熱盤3從不在保溫模式下被加熱到超過壺中飲料平均溫度幾度的溫度，因此避免使飲料過熱并不利地影響其溫度。
使飲料“保溫”所需要的電能最小以使飲料的最佳味道的任何改變最小是很重要的。任何加熱都意味著熱源例如加熱盤與液體的溫差。為了進(jìn)一步減少溫差，需要減少壺的熱損失，特別是在可能超過一小時(shí)的“保溫”期間。減少這種損失的傳統(tǒng)的方法是使用絕熱雙壁壺2，優(yōu)選地絕熱雙壁壺雙壁內(nèi)空間為真空?？稍趬刂車褂脗鹘y(tǒng)的熱絕緣材料以減少熱損失。另一個(gè)新穎裝置是維持在“保溫”溫度的電加熱防護(hù)層或圓形柔性或剛性的加熱殼，防護(hù)層或加熱殼與壺的外部密切相對(duì)。這種圍繞壺大部分面積的保溫裝置需要加熱防護(hù)層與壺之間極小的溫差以維持飲料處在“保溫”溫度。
與水溫度成比例的由溫度傳感器產(chǎn)生的信號(hào)輸送給電子處理器，并且來自設(shè)定由用戶選擇的溫度水平的裝置的信號(hào)也輸送給處理器。處理器比較這兩個(gè)信號(hào)并指揮控制器供給加熱器適當(dāng)?shù)碾娔?，以快速加熱水、或者供給較少的熱量-剛好足以維持設(shè)置溫度。
處理器采用現(xiàn)代固態(tài)集成芯片技術(shù)以處理電子輸入、操作并比較輸入信號(hào)、作出邏輯決定、將從傳感器傳來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式、進(jìn)行必要計(jì)算并指揮控制器有關(guān)必須供給加熱元件的適當(dāng)電能。控制器可以通過使用電動(dòng)機(jī)械繼電器、通過Triacs牌固態(tài)半導(dǎo)體開關(guān)元件、固態(tài)繼電器調(diào)整供給加熱器的電能，并且能夠采用基于時(shí)間的脈沖寬度調(diào)制方法來控制電能轉(zhuǎn)移量。
本調(diào)制裝置優(yōu)選地具有電子顯示器以方便用戶顯示其設(shè)置的溫度(需要的調(diào)制溫度)，用戶通過手動(dòng)操作允許用戶設(shè)置更高或更低溫度的控制按鈕來實(shí)現(xiàn)設(shè)置。傳統(tǒng)的LED(發(fā)光二級(jí)管)或者LCD(液晶裝置)可以用于方便地顯示設(shè)置的水調(diào)制溫度，或者顯示器可被控制以讀出實(shí)際的水溫。顯示器也可以用于在調(diào)制進(jìn)行和結(jié)束時(shí)顯示調(diào)制時(shí)間以及“剩余調(diào)制時(shí)間”以預(yù)示并通知用戶。當(dāng)調(diào)制循環(huán)結(jié)束時(shí)，可采用可視和/或可聽聞的預(yù)示或警報(bào)來通知用戶飲料已經(jīng)可以飲用了。
正常操作時(shí)，用戶用所提供的控制按鈕預(yù)選需要的調(diào)制溫度和調(diào)制時(shí)間。一旦優(yōu)化了其優(yōu)選的操作參數(shù)，一般用戶就不必頻繁地改變調(diào)制時(shí)間或者調(diào)制溫度。然而，控制是足夠靈活的，操作者可以很容易地進(jìn)行試驗(yàn)并改變這些參數(shù)直到實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。某些模式下可以記憶并存儲(chǔ)用戶發(fā)現(xiàn)的多個(gè)對(duì)不同茶或咖啡最優(yōu)的不同程序。于是對(duì)于用戶來說根據(jù)特定時(shí)間內(nèi)調(diào)制的茶或咖啡的不同來選擇存儲(chǔ)的程序是很簡(jiǎn)單的事情。控制是足夠靈活的，操作者如果想放棄計(jì)時(shí)功能，他可以選擇其它方法來計(jì)時(shí)。
圖10是基本運(yùn)行零部件的電路圖。最初處理器47具有用于調(diào)制時(shí)間和溫度的存儲(chǔ)出廠默認(rèn)設(shè)置值。如果用戶選擇改變調(diào)制時(shí)間，可以按壓時(shí)間輸入按鈕56，顯示器51將顯示時(shí)間設(shè)置。用戶就可以用增量按鈕58或減量按鈕59來改變默認(rèn)時(shí)間設(shè)置。相似地，用戶可以按壓調(diào)制溫度輸入按鈕57并用增量按鈕58或減量按鈕59來改變默認(rèn)溫度設(shè)置。處理器47將存儲(chǔ)這些值以便下次使用。當(dāng)壺再次使用的時(shí)候，即使壺被關(guān)掉并且切斷了電源，這些修改過的值還是被加載。多功能開關(guān)55是用于用戶選擇壺的操作模式的用戶輸入裝置。它當(dāng)然可以是多個(gè)開關(guān)。通常優(yōu)選的功能有“關(guān)”、“加熱”以及“調(diào)制”，但并不局限于此。當(dāng)多功能開關(guān)55推到“加熱”位置時(shí)，處理器47將以下列方式觸發(fā)加熱控制器40首先晶體管42被觸發(fā)，并依次給繼電器41通電以給加熱器19提供全功率。處理器于是對(duì)溫度傳感器27的輸出與設(shè)置溫度進(jìn)行比較，并且當(dāng)溫度傳感器27的輸出達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，處理器47將通過零交叉驅(qū)動(dòng)器44使晶體管42和繼電器41失效、并且觸發(fā)三端雙向可控硅開關(guān)43。三端雙向可控硅開關(guān)43按照基于時(shí)間的脈沖寬度調(diào)制方式每秒鐘被激發(fā)和失效多次，以減少供給加熱器19的有效功率，使有效功率僅僅足夠維持設(shè)置的溫度。用這種新穎的方法，可以在最短的時(shí)間內(nèi)將水加熱到設(shè)置的溫度，例如，所用全功率為1500瓦，應(yīng)用更精確的控制以使用更低的功率在小的范圍內(nèi)維持水溫。零交叉驅(qū)動(dòng)器44監(jiān)控交流正弦波電壓的位置并且僅在電壓為零的時(shí)候觸發(fā)三端雙向可控硅開關(guān)43，因此可以減少瞬間起峰電流并消除輻射干擾。
當(dāng)全功率模式加熱時(shí)，LED53將被處理器47觸發(fā)。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，LED54和/或可聽聞信號(hào)裝置52將被處理器47觸發(fā)。微處理器也可以觸發(fā)容器釋放機(jī)構(gòu)35，圖12中所示，因此將容器放入水中或者可選地用戶可以手動(dòng)降低容器并將多功能開關(guān)55推向“調(diào)制”。此時(shí)，處理器47內(nèi)部的定時(shí)器開始從設(shè)置時(shí)間倒計(jì)時(shí)，并且處理器47將剩余時(shí)間輸出到顯示器51。也在此時(shí)，處理器47將命令加熱控制器40進(jìn)一步減少功率，從而緩慢地降低水的溫度直到達(dá)到適合于飲用的溫度并維持這個(gè)溫度。這個(gè)溫度具有設(shè)置在處理器47中的出廠默認(rèn)值，用戶可以通過按壓按鈕組合來改變?cè)O(shè)置值。當(dāng)時(shí)間顯示“00”時(shí)，處理器觸發(fā)LED60來顯示調(diào)制已經(jīng)完成，并且即刻或者周期性地觸發(fā)可聽聞信號(hào)裝置61。在任何時(shí)候如果蒸汽探測(cè)器49或者熱傳感器27輸出到處理器47的電信號(hào)顯示蒸汽的出現(xiàn)，處理器47將減小最大溫度設(shè)置點(diǎn)，從而降低將來的水溫以使不再有蒸汽被探測(cè)到。因?yàn)檫@種情況可能發(fā)生在更高海拔的地方，這個(gè)已經(jīng)降低的設(shè)置將被處理器47存儲(chǔ)并在將來使用。
處理器47也分析溫度傳感器27測(cè)量的升溫速度并能夠通過測(cè)量升溫速度明顯的下降來確定沸點(diǎn)，并將適當(dāng)?shù)販p小設(shè)置值。如果用戶試圖將溫度設(shè)置到高于所存儲(chǔ)的溫度，顯示器51將顯示“沸騰”。按壓按鈕組合并保持3秒就可以恢復(fù)所有的出廠默認(rèn)設(shè)置。如果用戶沒有給壺輸入延遲時(shí)間例如2個(gè)小時(shí)，處理器47將使加熱控制器40失效，從而關(guān)掉加熱器。所有用戶輸入將恢復(fù)正常使用。
如果在壺中沒水情況下操作，處理器47將根據(jù)傳感器27來確定溫度超過了正常操作時(shí)的溫度并將使加熱器失效。如果出現(xiàn)導(dǎo)致加熱器19溫度過高的零部件故障，煮干安全開關(guān)50將切斷供給加熱控制器40的交流電，從而使加熱器19失效直到溫度恢復(fù)正常。
控制和顯示的實(shí)際布置如圖12所示。如圖1所示，為了方便控制器部分地位于壺的手柄上，其它的位于基座外殼6上。
在正常使用中，用戶優(yōu)選地對(duì)其優(yōu)選調(diào)制時(shí)間和調(diào)制溫度進(jìn)行編程。處理器記得這些設(shè)置。無論怎樣，用戶首先對(duì)時(shí)間和溫度進(jìn)行編程，在壺內(nèi)注入需要量的水并在調(diào)制容器內(nèi)加入適量咖啡或茶。在水加熱到設(shè)置溫度時(shí)，用戶或許不需要將容器浸入水中而是將其保持在水面之上。當(dāng)達(dá)到該溫度時(shí)，處理器和控制器將壺內(nèi)水溫維持在設(shè)置溫度直到用戶準(zhǔn)備開始調(diào)制過程。當(dāng)用戶需要調(diào)制的時(shí)候，推動(dòng)調(diào)制開關(guān)按鈕并將裝有咖啡或茶的容器降到水面之下以開始浸出過程。供給加熱器的電能通常在調(diào)制循環(huán)開始的時(shí)候就被關(guān)掉了，但如后面所解釋的可在有限的時(shí)間內(nèi)持續(xù)加熱。定時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)并在預(yù)設(shè)置的調(diào)制時(shí)間結(jié)束時(shí)可聽聞的警報(bào)和/或者燈顯示調(diào)制已經(jīng)結(jié)束。用戶或許需要將容器升到液面之上或者完全從水壺中取出。飲料可以飲用了。
因?yàn)槠潇`活性，用戶可以選擇調(diào)制的最優(yōu)時(shí)間和溫度。可以選擇在加熱以及產(chǎn)生蒸汽期間將具有茶或咖啡的容器放進(jìn)壺中水面之上，以使茶或咖啡“開花”，或者也可以選擇僅在水溫已經(jīng)達(dá)到設(shè)置溫度并準(zhǔn)備調(diào)制的時(shí)候?qū)⒉杌蚩Х确胚M(jìn)容器。用戶可以調(diào)整所用茶或咖啡的量，并且這一新穎的裝置允許用戶調(diào)整容器壁的有效開孔面積從而影響調(diào)制循環(huán)期間流進(jìn)流出容器的水流。在調(diào)制循環(huán)過程中，用戶可以簡(jiǎn)單地通過在液體內(nèi)上升或下降容器或者將容器浸入升出液體的方式來增加水的流動(dòng)。
如果用戶需要在任何設(shè)置溫度尤其是在當(dāng)?shù)厮悬c(diǎn)或非常接近當(dāng)?shù)厮悬c(diǎn)的溫度調(diào)制時(shí)，處理器將指揮控制器將全功率或?qū)嶋H全功率供給加熱器以快速將水加熱到設(shè)置溫度。就在溫度達(dá)到設(shè)置溫度之前，處理器正常地指揮控制器系統(tǒng)將供給的電能降低到較低水平，以減少沸騰的機(jī)會(huì)、或者在更高溫度精度的情況下較慢地達(dá)到設(shè)置溫度，從而可以避免溫度過高。這就確保了快速加熱和溫度精度。如果用戶設(shè)置的溫度超過了當(dāng)?shù)氐姆悬c(diǎn)，安裝在壺頂部位于蒸汽區(qū)內(nèi)、液體中或者與液體和/或蒸汽密切熱接觸的沸騰探測(cè)器或者溫度傳感器警告處理器讀取并記錄沸騰發(fā)生時(shí)的溫度。在隨后的使用中，處理器以及顯示器警告用戶其設(shè)置超過了沸點(diǎn)，并且阻止用戶設(shè)置超過沸點(diǎn)的溫度。沸騰探測(cè)器可以是，例如測(cè)量蒸汽/空氣混合物的液體溫度平穩(wěn)升高的電熱調(diào)節(jié)器、也可以是濕敏電阻、或者是例如基于適合設(shè)置以探測(cè)液體或蒸汽溫度的熱敏雙金屬材料的熱敏開關(guān)。為了測(cè)量加熱循環(huán)過程中液體或蒸汽溫度升高的水平以及沸騰，可以使用電子處理器，電子處理器分析液體或蒸汽/空氣的升溫速度以及測(cè)量溫度不再升高的時(shí)刻。
可以包括電子裝置來探測(cè)電源失效以及關(guān)掉電源，并在電源恢復(fù)時(shí)警告用戶重新開始。任何一種可聽聞和/或可視的警報(bào)都可以用于警告用戶水還在加熱、水溫已經(jīng)可以開始調(diào)制或者調(diào)制循環(huán)已經(jīng)完成。
在本改進(jìn)的調(diào)制裝置中包括容器的電動(dòng)“支架”，支架將裝載的容器支撐在水面之上直到水溫達(dá)到需要的調(diào)制溫度。在該溫度時(shí)，電子處理器指揮電動(dòng)支架釋放籃子并允許其下降以及適當(dāng)?shù)亟胍后w中。當(dāng)調(diào)制時(shí)間結(jié)束時(shí)，調(diào)制定時(shí)器警告用戶并建議將容器升至液面之上，如果需要將容器取出，則說明飲料可以倒出了。電動(dòng)“支架”可以是電磁激勵(lì)螺線管37，它移動(dòng)桿或操縱桿35以支撐和隨后釋放容器，如圖13所示?？蛇x地，可以用電磁體來吸引并支撐容器的金屬鐵磁性結(jié)構(gòu)部件。
圖15-16顯示本發(fā)明的用來維持液體容納物在所需溫度的另一實(shí)施例。如圖15所示，壺1A包括完全圍繞器皿2的外護(hù)層80。外護(hù)層80和器皿2之間的空間82被抽空以使器皿2周圍熱絕緣。
圖16顯示的變化是壺1B具有圍繞并緊靠殼形器皿2的泡沫護(hù)層或者襯套84。泡沫襯套包括通過電線88與處理器47相連的加熱線86，加熱線86用來加熱襯套84并因而維持器皿2內(nèi)液體的溫度。襯套84可以永久地圍繞器皿2安裝。可選地，維持器皿2內(nèi)液體溫度的絕緣可在襯套例如襯套84內(nèi)實(shí)現(xiàn)，襯套通常用人們熟知的保熱材料制成并且可以在不設(shè)置用于加熱襯套的加熱線86的情況下永久或可拆卸地繞著器皿2安裝。
本新調(diào)制壺一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)是處理器可被編程，以便可以在調(diào)制時(shí)間的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將溫度保持在設(shè)置溫度，也可以僅僅加熱到溫度平衡，或者整個(gè)調(diào)制循環(huán)中一直加熱。當(dāng)容器浸入熱水中時(shí)實(shí)際調(diào)制溫度通常稍微下降。很明顯，一旦調(diào)制開始，為了避免任何可能的液體和浸出香料的過熱，任何情況下少于全加熱功率來加熱是優(yōu)選的。通過在調(diào)制周期中保持溫度相對(duì)恒定，浸出過程被優(yōu)化，時(shí)間可以減少并且味道更濃。然而，香料通過與加熱盤直接接觸可被氧化，因此加熱盤必須不能比調(diào)制水熱太多。
通過設(shè)計(jì)在這里描述的具有圓形壁結(jié)構(gòu)的先進(jìn)的電調(diào)制壺，這種先進(jìn)調(diào)制裝置可以與那些應(yīng)用于法式壓濾機(jī)中的單獨(dú)關(guān)閉裝配柔性篩一起使用，可選地，篩可以安裝在咖啡/茶容器10通常安裝在其上的控制桿15上。通過這種方式，提高了產(chǎn)品的通用性并且對(duì)于一般家庭來說不再需要單獨(dú)的法式壓濾機(jī)了。
權(quán)利要求
1.一種電加熱液體壺，包括容納液體以浸出茶、咖啡或其它食品材料的器皿；所述器皿包括局部開孔的可浸入容器，容器的尺寸允許液體在所述器皿壁之間通過；所述容器可以容納材料、并且所述容器上設(shè)置有孔以允許容器浸入液體中時(shí)液體進(jìn)入容器；所述加熱壺具有保持所述容器離開液體直到液體達(dá)到合適的浸出溫度、并且根據(jù)需要將容器浸入液體或者從液體移開以完成所述浸出的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述電加熱液體壺，其特征在于，保持所述容器的所述結(jié)構(gòu)是安裝到所述容器上的桿，所述桿延伸到所述器皿內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述電加熱液體壺，其特征在于，保持所述容器離開液體的所述結(jié)構(gòu)是由電磁螺線管驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂，電磁螺線管壓靠所述容器的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述電加熱液體壺，其特征在于，具有電開關(guān)結(jié)構(gòu)，以驅(qū)動(dòng)所述電磁螺線管支撐或釋放所述容器。
5.如權(quán)利要求1所述電加熱液體壺，其特征在于，保持所述容器的所述結(jié)構(gòu)是電磁體，并且所述容器包括由所述電磁體的磁場(chǎng)吸引和保持的鐵磁性結(jié)構(gòu)元件。
6.如權(quán)利要求1所述電加熱液體壺，其特征在于，包含所述局部開孔的可浸入容器，允許液體進(jìn)入的所述孔至少部分是網(wǎng)眼篩，并且包含靠近所述篩的可調(diào)整隔板以調(diào)整液體進(jìn)入的有效面積。
7.如權(quán)利要求1所述電加熱液體壺，其特征在于，包括用戶操作的電控制器，用于對(duì)所需浸出溫度和所需調(diào)制時(shí)間進(jìn)行預(yù)編程。
8.如權(quán)利要求7所述電加熱液體壺，其特征在于，包括電子處理器，用于存儲(chǔ)為不同調(diào)制條件所選擇的多個(gè)被編程的溫度和時(shí)間的組合、并允許用戶調(diào)取所述組合。
9.一種電加熱液體壺，包括容納液體以浸出茶、咖啡或其它食品材料的器皿；由電控制器供給電能以加熱液體到預(yù)定設(shè)置溫度的電加熱器；測(cè)量液體溫度并對(duì)應(yīng)于溫度產(chǎn)生電子溫度信號(hào)的傳感器；將所述設(shè)置溫度與所述溫度信號(hào)進(jìn)行比較、并指揮所述電控制器響應(yīng)所述比較給所述加熱器施加不同量的電能的電子處理器。
10.如權(quán)利要求9所述電加熱液體壺，其特征在于，所述處理器指揮所述控制器在加熱期間給所述加熱器施加最大電能，并且還指揮所述控制器在所述液體溫度接近設(shè)置溫度時(shí)給所述加熱器施加比最大電能少的電能。
11.一種電加熱液體壺，包括容納液體以浸出茶、咖啡或其它食品材料的器皿；將液體加熱到用戶選擇的預(yù)定設(shè)置溫度的電加熱器；用戶選擇的所述設(shè)置溫度的可視指示器；液體溫度的精確電傳感器、以及通告所述液體溫度達(dá)到所述設(shè)置溫度的可視或可聽聞的電動(dòng)警報(bào)器。
12.一種電加熱液體壺，包括容納液體以浸出茶、咖啡或其它食品材料的器皿；由電子處理器指揮的電控制器供給電能以將液體加熱到預(yù)定設(shè)置溫度、并將液體溫度維持在所述設(shè)置溫度的電加熱器；以及用于開始材料的調(diào)制循環(huán)時(shí)間的用戶開啟的電控制器。
13.如權(quán)利要求12所述電加熱液體壺，其特征在于，所述用戶控制器也指揮所述處理器，以指揮所述控制器在所述材料的調(diào)制循環(huán)時(shí)間的至少部分時(shí)間內(nèi)將所述液體溫度維持在所述設(shè)置溫度。
14.如權(quán)利要求12所述電加熱液體壺，其特征在于，所述用戶控制器指揮所述處理器，以指揮所述控制器開始材料的調(diào)制循環(huán)時(shí)間、并在調(diào)制循環(huán)時(shí)間期間終止維持所述設(shè)置溫度。
15.如權(quán)利要求12所述電加熱液體壺，其特征在于，包括可以容納食品材料的局部開孔的可浸入容器；將容器保持在液體上方的電動(dòng)支架；所述用戶開啟的電控制器開始所述調(diào)制循環(huán)時(shí)間、并驅(qū)動(dòng)所述支架將所述容器浸入液體。
16.如權(quán)利要求12所述電加熱液體壺，其特征在于，包括可設(shè)置到調(diào)制時(shí)間所選長度的電定時(shí)器，所述用戶開啟的電控制器開始材料的調(diào)制循環(huán)時(shí)間，并指揮所述定時(shí)器倒計(jì)時(shí)、并發(fā)出可視或可聽聞警報(bào)通知所述循環(huán)時(shí)間結(jié)束。
17.一種電加熱液體壺，包括用于容納可蒸發(fā)液體的、有蓋但不密封的器皿；在通行大氣壓下可將所述器皿內(nèi)的液體加熱到液體沸騰溫度的加熱器；用于測(cè)量所述器皿內(nèi)的液體或者液體正上方的空氣/蒸汽混合物的溫度并響應(yīng)所述溫度產(chǎn)生電信號(hào)的傳感器；接收所述信號(hào)并分析所述信號(hào)隨施加到所述加熱器的電能的增加速度的處理器，在測(cè)量溫度平穩(wěn)時(shí)作為所述液體沸騰的指示，并切斷或減少供給所述加熱器的電能。
18.一種電加熱液體壺，包括用于容納可蒸發(fā)液體的、有蓋但不密封的器皿；在通行大氣壓下可將所述器皿內(nèi)的液體加熱到液體沸點(diǎn)的加熱器；預(yù)設(shè)置所需液體溫度的電控制器；由所述電控制器指揮以指揮供給所述加熱器電能的控制器的電信號(hào)處理器；當(dāng)液體被所述加熱器加熱到沸點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生與所述器皿內(nèi)的液體或者液體正上方的空氣/蒸汽混合物的溫度成比例的電信號(hào)、并將所述信號(hào)傳遞到所述電信號(hào)處理器的電傳感器，因而所述處理器能夠從其確定液體沸騰的時(shí)間，以確定并存儲(chǔ)所述沸點(diǎn)的溫度精確值、并阻止將所述設(shè)置的所需溫度隨后調(diào)整到高于由所述處理器確立的所述沸騰溫度的任何值。
19.一種有蓋的電加熱液體壺，包括容納液體材料以浸出茶、咖啡或其它食品材料的器皿，所述器皿的內(nèi)壁沿著所述器皿的主要長度具有標(biāo)稱的均勻內(nèi)部尺寸；沿所述器皿主要長度與所述內(nèi)壁接觸并密切配合的、手動(dòng)操作的可取出篩狀過濾器；可與所述壁充分間隔開地容納材料以允許液體在所述器皿的壁與所述容器之間自由通過的、手動(dòng)操作的局部開孔可浸入容器；以及一個(gè)或多個(gè)手動(dòng)操作部件，所述部件穿過被單獨(dú)地或可互換地使用的所述蓋子，以將所述篩狀過濾器以及所述容器保持在液體上方、并將所述過濾器以及所述容器降入液體。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種電加熱壺，包括用來容納茶、咖啡或者其它食品材料浸出液的器皿(2)；器皿包括局部開孔的可浸入容器(10)，容器的大小可允許水在容器壁之間通過；容器可以容納材料，同時(shí)在容器浸入水中時(shí)，容器上的孔允許水進(jìn)入容器；加熱壺具有保持所述容器離開水直到水達(dá)到合適的浸出溫度、并且根據(jù)需要將容器浸入水或者從水移開以完成所述浸出的結(jié)構(gòu)(15，35，37)。
文檔編號(hào)A47J31/00GK1747674SQ200480003644
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月6日
發(fā)明者湯姆·朗, 丹尼爾·D·老弗里爾, 丹尼爾·D·小弗里爾, 詹姆斯·M·菲茨杰拉德, H·威廉·小布施 申請(qǐng)人:埃奇克拉夫特公司