專(zhuān)利名稱(chēng)：用于沖制例如咖啡的飲料的機(jī)器和相關(guān)的方法
用于沖制例如咖啡的飲料的機(jī)器和相關(guān)的方法
優(yōu)先禾又禾U要求(claim of priority)
此申請(qǐng)要求2005年4月11日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 60/670,955， 2005年9月20日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 60/719,069和 2006年4月6日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No 60/790，417的優(yōu)先權(quán)。此申 請(qǐng)也要求2006年4月11日提交的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)No. PCI7US2006/013930 的優(yōu)先權(quán)，和2006年4月6日提交的美國(guó)外觀設(shè)計(jì)申請(qǐng)No. 29/257,647和 2006年4月6日提交的美國(guó)外觀設(shè)計(jì)申請(qǐng)No. 29/257，662的優(yōu)先權(quán)。所有 以上的申請(qǐng)通過(guò)參考合并于此。
背景技術(shù)：
在用于沖制咖啡的很多技術(shù)中，內(nèi)行認(rèn)為法式壓制技術(shù)(French press technique)是對(duì)于口味和研磨咖啡的使用效率來(lái)說(shuō)最好的一個(gè)技 術(shù)(效率與被沖制的咖啡的量與所使用的研磨咖啡的量的比值成比 例)。在理論上，好的口味和效率是法式壓制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的相對(duì)徹 底地將咖啡研磨物濕潤(rùn)的結(jié)果允許。濕潤(rùn)取決于在沖制期間咖啡研磨 物與水的接觸表面積，且取決于沖制時(shí)間中的發(fā)生這種接觸的部分。 接觸面積和接觸時(shí)間越大，則咖啡研磨物的濕潤(rùn)越徹底。
參考圖1和圖2描述法式壓制技術(shù)。
參考圖l，將研磨咖啡10和熱水12放入咖啡容器14內(nèi)，且允許沖制 咖啡。因?yàn)檠心タХ?0經(jīng)常漂浮到水12的表面，因此可以攪拌或以另 外方式攪動(dòng)研磨咖啡和水的混合物以更徹底地將組成研磨咖啡的各咖 啡研磨物濕潤(rùn)。
參考圖2，在己沖制咖啡15后，抓住過(guò)濾器18的手柄16，將過(guò)濾器插入到咖啡容器14內(nèi)，且向壺的底部向下壓過(guò)濾器。為使得沖制的咖 啡的口味在容器之間相對(duì)地均勻，典型地使用計(jì)時(shí)器且人工地監(jiān)測(cè)計(jì) 時(shí)器以測(cè)量沖制時(shí)間。
因?yàn)檫^(guò)濾器18使得液體通過(guò)但不允許咖啡研磨物尺寸的微粒通 過(guò)，所以當(dāng)向咖啡容器14的底部壓過(guò)濾器時(shí)，大體上無(wú)研磨物的沖制
咖啡15填充了在過(guò)濾器上方的容器空間，而過(guò)濾器將研磨咖啡10保持 在過(guò)濾器下方的容器部分內(nèi)。當(dāng)然，過(guò)濾器18的邊緣20和容器14的內(nèi) 側(cè)22形成了足以防止咖啡研磨物在過(guò)濾器邊緣與容器內(nèi)側(cè)之間通過(guò)的 密封。
當(dāng)將過(guò)濾器18壓下到咖啡容器14的嘴口24以下時(shí)，可以將大體上 無(wú)研磨物的沖制咖啡15通過(guò)嘴口注入杯(在圖1和圖2中未示出)內(nèi)。 雖然可以在過(guò)濾器處于嘴口24下方之后停止壓過(guò)濾器18，但典型地將 過(guò)濾器一直壓到咖啡容器14的底部以降低不夠大的咖啡研磨物通過(guò)過(guò) 濾器進(jìn)入杯內(nèi)的可能性。
仍參考圖2，當(dāng)注出希望量的沖制咖啡15后，通過(guò)拉手柄16將過(guò)濾 器18從容器14取出，從容器去除研磨咖啡IO，然后清潔過(guò)濾器和容器。
不幸的是，與以上所述的法式壓制技術(shù)相關(guān)的問(wèn)題是該技術(shù)經(jīng)常 太耗費(fèi)時(shí)間且對(duì)于提供大量咖啡的例如咖啡店、餐館和工作場(chǎng)所的設(shè) 施太難于使用。沖制咖啡的口味典型地取決于沖制參數(shù)，沖制參數(shù)包 括咖啡研磨物的尺寸(即研磨尺寸或一致性)，水溫，研磨咖啡與水 的比，和沖制時(shí)間。即使沖制參數(shù)中一個(gè)參數(shù)的輕微變化也可能導(dǎo)致 沖制咖啡口味的明顯改變。因?yàn)榈湫偷厥褂迷趫D1和圖2中未示出的設(shè) 備(例如，咖啡研磨器，計(jì)時(shí)器，溫度計(jì)，測(cè)量杯)人工地控制法式 壓制沖制參數(shù)的至少一些，因此經(jīng)常難于控制這些沖制參數(shù)的全部或 控制全部參數(shù)會(huì)非常消耗時(shí)間，特別是對(duì)于沖制許多容器的咖啡且在 容器之間具有大致均勻的口味所要求的精確程度。且由于從相同容器內(nèi)注出的每杯沖制咖啡典型地在容器內(nèi)"駐留"不同時(shí)間長(zhǎng)度，所以 沖制咖啡的口味可能甚至在杯與杯之間顯著改變。

發(fā)明內(nèi)容
用于沖制例如咖啡的飲料的機(jī)器的實(shí)施例包括室和布置在室內(nèi)的
活塞組件。室可操作地接收例如水的液體和例如研磨咖啡的香基(flavor base)，且允許從液體和香基的混合物沖制飲料?；钊M件可操作地通 過(guò)在第一方向上的移動(dòng)而從沖制的飲料中過(guò)濾例如用過(guò)的咖啡研磨物 的固體，且通過(guò)在第二方向上的移動(dòng)促使過(guò)濾的飲料離開(kāi)室。
通過(guò)將法式壓制沖制技術(shù)的一些步驟或全部步驟修改或自動(dòng)化， 這樣的機(jī)器可以以某精度水平控制沖制參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)，該精度水 平可以產(chǎn)生杯與杯之間具有一致性口味的沖制咖啡。此外，這樣的機(jī) 器可以以使得機(jī)器適用于提供大量咖啡的實(shí)施的速度來(lái)沖制咖啡。另 外，這樣的機(jī)器可以允許容易地在杯與杯之間改變沖制配方，其中配 方可以對(duì)于特定的咖啡品種或特定的用戶(hù)偏好而定制。這樣的機(jī)器的 另外的優(yōu)點(diǎn)包括新鮮性(咖啡按訂單制作而不駐留)，選擇性(因?yàn)?機(jī)器可以每次沖制一杯咖啡，選擇性不限于咖啡店提前準(zhǔn)備的預(yù)先沖 制/批處理沖制的咖啡)，速度(該機(jī)器的一個(gè)實(shí)施例以競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)的大 致l/4的時(shí)間沖制咖啡)，和可清潔性(該機(jī)器的一個(gè)實(shí)施例可以相對(duì) 快速地且容易地在每杯之后被清潔)。


圖1至圖2圖示了用于沖制咖啡的傳統(tǒng)的法式壓制技術(shù)。 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于沖制例如咖啡的飲料的機(jī)器的 方框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的沖制單元的剖面?zhèn)纫晥D。 圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖4的過(guò)濾器的分解等軸視圖。 圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖4的過(guò)濾器基部的等軸視圖。 圖7至圖12圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的飲料沖制機(jī)器的沖制循環(huán)。
圖13至圖15圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的沖制機(jī)器的剩余排 空循環(huán)。
圖16至圖19圖示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的圖3的飲料沖制機(jī) 器的沖制循環(huán)。
圖20至圖22圖示了根據(jù)本發(fā)明再另一個(gè)實(shí)施例的圖3的沖制機(jī)器
的沖制循環(huán)的部分。
圖23是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的飲料沖制機(jī)器的透視圖。 圖24是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與圖3和圖23的飲料沖制機(jī)器聯(lián)合使
用的光學(xué)(optical)咖啡研磨器的視圖。
具體實(shí)施例方式
提供了如下的描述以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員制成和使用本發(fā)明 的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。在此描述的基本原理可以應(yīng)用于與如下詳述的 不同的實(shí)施例和應(yīng)用，同時(shí)并不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本 發(fā)明不意在限制于示出的實(shí)施例，而是根據(jù)最廣泛的范圍與在此所披 露或建議的原理和特征一致。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于沖制飲料的機(jī)器30的方框圖。飲 料沖制機(jī)器30使用修改的且部分直至全部自動(dòng)化的法式壓制技術(shù)可以 一次沖制一杯咖啡，相比于操作人員執(zhí)行以上結(jié)合圖1和圖2所述的常 規(guī)法式壓制技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的，這允許機(jī)器更快速地且在杯與杯之間更 均勻地沖制咖啡。因此，機(jī)器30經(jīng)常比執(zhí)行常規(guī)的法式壓制技術(shù)的操 作人員更適合于沖制和提供大量咖啡的設(shè)施。
機(jī)器30包括如下部件水過(guò)濾器32，流量計(jì)34，水存儲(chǔ)和加熱單 元36，水溫度控制單元38，杯保持器和過(guò)流/廢物排放單元40，飲料分 配單元42，飲料運(yùn)輸單元44，飲料沖制單元46，杯檢測(cè)單元48，液體 廢物處理單元50，固體廢物處理單元52，阻擋件54和控制器58。且雖 然機(jī)器30可以沖制不同于咖啡的飲料(例如茶、可可)，但為解釋機(jī)器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的目的，在此結(jié)合沖制咖啡的機(jī)器來(lái)描述機(jī)器。
水過(guò)濾器32過(guò)濾用于沖制咖啡的水。但可以從飲料沖制機(jī)器30中 省略過(guò)濾器32，特別是當(dāng)機(jī)器安裝在具有與機(jī)器分開(kāi)的水凈化系統(tǒng)(在 圖3中未示出)的設(shè)施內(nèi)時(shí)。
流量計(jì)34測(cè)量水存儲(chǔ)和加熱單元36提供到飲料沖制單元36的水 量，且因此允許控制器58控制沖制的咖啡的量。例如，如果希望沖制 16盎司杯的咖啡，則控制器58打開(kāi)單元36內(nèi)的填充閥(在圖3中未示 出)，對(duì)流量計(jì)34進(jìn)行電監(jiān)測(cè)，且當(dāng)流量計(jì)指示16盎司的水(或?yàn)樘?供16盎司的咖啡而預(yù)先確定的其他的水量)已通入到單元36內(nèi)(且因 此如下所述從單元36出來(lái))時(shí)關(guān)閉填充閥。因?yàn)榱髁坑?jì)34位于單元36 的入口側(cè)(即冷水側(cè))上，所以流量計(jì)可以比安裝在單元36的出口側(cè) (即熱水側(cè))上的情況更不昂貴，更可靠，且具有更長(zhǎng)的運(yùn)行壽命。
水存儲(chǔ)和加熱單元36通過(guò)水過(guò)濾器32和流量計(jì)34接收冷的自來(lái) 水，存儲(chǔ)此水，且在控制器58的控制下將存儲(chǔ)的水加熱到希望的溫度， 例如從150 ° F到剛好低于水沸點(diǎn)的范圍內(nèi)的溫度。單元36包括飽和熱 水器， 一個(gè)或多個(gè)加熱元件，導(dǎo)流件，和一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(這 些部件在圖3中未示出)。加熱元件的每個(gè)可以是電子加熱元件或任何 其他類(lèi)型的常規(guī)加熱元件，且導(dǎo)流件使得熱水器從一側(cè)(例如底部) 填充冷水，且從另一側(cè)(例如頂側(cè))填充熱水，熱水與來(lái)流的冷水大 體上不混合。每個(gè)溫度傳感器向控制器58指示了在熱水器內(nèi)的各位置 處的水溫；其中存在多個(gè)傳感器和加熱元件，控制器可以確定和控制 熱水器內(nèi)的溫度曲線(開(kāi)環(huán)控制或閉環(huán)控制)，以更精確地控制提供 到?jīng)_制單元50的水的溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，熱水器的容量和一個(gè)或 多個(gè)加熱元件的熱輸出使得機(jī)器30可以在大致40至60秒內(nèi)沖制16盎司 杯的咖啡，且可以無(wú)限期地持續(xù)此輸出。替代地，存儲(chǔ)和加熱單元36 可以包括人工可設(shè)定的溫度調(diào)節(jié)裝置(在圖3中未示出)，它將水溫維 持在溫度調(diào)節(jié)裝置設(shè)定的溫度下。水存儲(chǔ)和加熱單元36可以包括其他常規(guī)的部件(在圖3中未示出)，
例如壓力釋放閥，溫度保險(xiǎn)絲，濾網(wǎng)(strainer)，壓力調(diào)節(jié)器，防虹 吸止回閥和絕熱件。壓力釋放閥防止熱水器的壓力超過(guò)預(yù)先確定的安 全壓力，且可以通過(guò)過(guò)流/廢物排放單元40排空到液體廢物處理單元50。 如果熱水器內(nèi)的溫度超過(guò)預(yù)先確定的安全溫度，則溫度保險(xiǎn)絲可使該 一個(gè)或多個(gè)加熱元件停止工作。濾網(wǎng)捕獲可能從過(guò)濾器32逃逸且容納 在下游部件內(nèi)的大的微粒，并且可位于過(guò)濾器和流量計(jì)34之間的壓力 調(diào)節(jié)器將水進(jìn)入流量計(jì)的壓力調(diào)節(jié)為例如40 PSI以便于在變化的環(huán)境 中的一致地運(yùn)行。流量調(diào)節(jié)器也可以作為壓力調(diào)節(jié)器而使用。防虹吸 止回閥防止熱水器內(nèi)的水通過(guò)流量計(jì)34和過(guò)濾器32 "回流"到自來(lái)水 源內(nèi)，且絕熱件降低了從熱水器的熱損失。
水溫度控制單元38可以改變來(lái)自存儲(chǔ)單元36的水的溫度，以允許 杯與杯之間的不同的沖制溫度。在飲料沖制循環(huán)中，溫度控制單元38 從存儲(chǔ)器36接收水，且響應(yīng)于控制器64而調(diào)節(jié)從存儲(chǔ)器接收的水的溫 度。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)和加熱單元36將存儲(chǔ)器內(nèi)的水加熱到預(yù)先 確定的最大溫度，且溫度控制單元38包括閥組件(在圖3中未示出)用 于將來(lái)自存儲(chǔ)器36的熱水與來(lái)自流量計(jì)34的未加熱的較冷的水混合。 較冷的水將用于沖制咖啡的水的溫度從存儲(chǔ)器內(nèi)的水溫降低。溫度控 制單元38可以通過(guò)依賴(lài)于熱力學(xué)算法以開(kāi)環(huán)構(gòu)造運(yùn)行，其通過(guò)利用加 熱的水和冷水的被檢測(cè)溫度來(lái)調(diào)節(jié)與加熱的水混合的冷水的量以提供 具有希望溫度的沖制水。替代地，溫度控制單元38可以通過(guò)檢測(cè)提供 到?jīng)_制單元46的水的溫度而以閉環(huán)構(gòu)造運(yùn)行，并且其響應(yīng)于檢測(cè)的溫 度來(lái)調(diào)節(jié)與加熱的水混合的冷水的量以提供具有希望溫度的沖制水。 如果冷水的溫度已知且相對(duì)穩(wěn)定，則可以將此溫度通過(guò)控制面板64輸 入到存儲(chǔ)器62內(nèi)，且溫度控制單元38可以以開(kāi)環(huán)構(gòu)造運(yùn)行。此外，作 為實(shí)際上將來(lái)自流量計(jì)34的冷的自來(lái)水與熱水混合的替代，溫度控制 單元38可以包括換熱器，該換熱器允許冷水冷卻加熱的水同時(shí)又不實(shí) 際上與加熱的水混合。使用此技術(shù)，冷卻水可以繞過(guò)過(guò)濾器32和流量計(jì)34，因此潛在地延長(zhǎng)了它們的使用壽命。溫度控制單元38也可以具 有將沖制水的溫度加熱到存儲(chǔ)器36內(nèi)的水的溫度以上的能力。
替代地，可以從機(jī)器30省略溫度控制單元38且根據(jù)存儲(chǔ)和加熱單 元36將水加熱到希望的溫度。例如，單元36可以將存儲(chǔ)器內(nèi)的水的溫 度維持在預(yù)先確定的最低溫度，且然后在每個(gè)沖制循環(huán)開(kāi)始時(shí)將水加 熱到各希望的溫度。然而，如果單元36將水加熱到超過(guò)希望的沖制溫 度，則機(jī)器30可以部分地或完全地傾泄(purge)熱水器一次或多次， 以將水溫降低到希望的等級(jí)。
溫度控制單元38的優(yōu)點(diǎn)是，如果存儲(chǔ)器36內(nèi)的水處于或高于希望 的沖制溫度，則它相對(duì)快速地立即地提供處于希望的沖制溫度下的水； 缺點(diǎn)是單元38可能增加了機(jī)器30的復(fù)雜性和費(fèi)用。
比較而言，雖然省略了溫度控制單元38可能減緩了機(jī)器的沖制速 度，但存儲(chǔ)和加熱單元36可以在軟件控制下(通過(guò)控制器64)將用于 沖制每杯咖啡的水從預(yù)先確定的最低溫度加熱到任何希望的沖制溫 度，而對(duì)機(jī)器不添加任何費(fèi)用或復(fù)雜性。可以將熱水器(在圖3中未示 出)設(shè)計(jì)為使得來(lái)自存儲(chǔ)器36以替換排出的沖制水的冷自來(lái)水降低存 儲(chǔ)器內(nèi)的水的溫度使其達(dá)到或低于預(yù)先確定的最低溫度，因此為下一 杯準(zhǔn)備存儲(chǔ)器。
杯保持器和過(guò)流/廢物排放單元40保持杯(在圖3中未示出)，同 時(shí)飲料分配單元42為杯填充沖制的飲料。單元40也包括排放部分以吸 收例如來(lái)自杯的溢出物、在杯移開(kāi)后來(lái)自分配單元42的滴落物、來(lái)自 沖洗循環(huán)的沖洗劑、和來(lái)自清潔循環(huán)的清潔劑(沖洗和清潔循環(huán)在下 文中結(jié)合圖7至圖12描述)。單元40的排放部分可以是可移除的以用于 排空，或可以連接到液體廢物處理單元50或直接連接到其中安裝了機(jī) 器30的設(shè)施的廢水管線(在圖3中未示出)。且如以上所述，水存儲(chǔ)和 加熱單元36的壓力釋放閥可以連通到單元40的排放部分，在排放部分連接到液體廢物處理單元50或直接連接到廢水管線的情況下尤為如 此。
飲料分配單元42包括嘴口 (在圖3中未示出)且將沖制的飲料分配 到杯(在圖3中未示出)內(nèi)，如在前段中描述。替代地，單元42可以包 括多個(gè)可互換的嘴口以用于不同尺寸的杯和不同的飲料。
飲料運(yùn)輸單元44將沖制的飲料從沖制單元46運(yùn)輸?shù)脚欧艈卧?2， 且也可以將液體廢物運(yùn)輸?shù)揭后w廢物處理單元50。單元48可以包括電 可控的閥(在圖3中未示出)，該閥響應(yīng)于控制器58，在沖制單元46已 沖制了飲料后打開(kāi)，以允許飲料流到分配單元42。為防止分配單元42 在無(wú)杯存在時(shí)分配飲料，控制器58可以在如果杯傳感器48指示在單元 40的杯保持器部分內(nèi)不存在杯的情況下關(guān)閉閥?？刂破?8也可以在其 他時(shí)間關(guān)閉閥且以其他方式操作閥，如在下文中結(jié)合圖7至圖15描述 的。替代地，飲料運(yùn)輸單元44可以包括多個(gè)閥，如結(jié)合圖16至圖19描 述的。
飲料沖制單元46從水存儲(chǔ)和加熱單元36接收加熱的水(例如如果 存在水溫度控制單元38)，從操作者(在圖3中未示出)接收研磨咖啡， 根據(jù)修改的法式壓制技術(shù)沖制飲料，且然后通過(guò)飲料運(yùn)輸單元44提供 沖制的咖啡到飲料分配單元42。當(dāng)然，沖制單元46可以沖制不同于咖 啡的飲料(例如茶)。在下文中結(jié)合圖4至圖12和圖20至圖22進(jìn)一步描 述沖制單元46。
如以上所論述，杯檢測(cè)單元48向控制器58指示了杯(在圖3中未示 出)是否在杯保持器和過(guò)流/廢物排放單元40內(nèi)存在。如果在沖制單元 46已經(jīng)沖制了咖啡后杯不存在，則控制器58可以使飲料輸送單元44不 工作以防止飲料分配單元42將沖制的咖啡直接輸送到單元40的排放部
分內(nèi)。替代地，如果在沖洗或清潔循環(huán)(在下文中描述)期間杯存在， 則控制器58可以使飲料輸送單元44不工作，以防止沖洗劑或清潔溶液進(jìn)入杯內(nèi)。杯檢測(cè)單元48可以包括任何類(lèi)型的傳感器，例如光學(xué)(反 射或中斷)傳感器、機(jī)械傳感器或超聲傳感器。
液體廢物處理單元50從杯保持和過(guò)流/廢物排放單元40和/或從飲 料運(yùn)輸單元44接收液體廢物，如以上所論述，且處理這些廢物。處理 單元50可以包括管道(在圖3中未示出)，管道連接到其中安裝了機(jī)器 30的設(shè)施的廢水管線(在圖3中未示出)，或連接到液體廢物容器(在 圖3中未示出)。替代地，處理單元50可以從機(jī)器30的一個(gè)或多個(gè)其他 的部件接收液體廢物。
固體廢物處理單元52從沖制單元46接收用過(guò)的咖啡研磨物和一次 性過(guò)濾器(如果用到的話)，如下文中論述。處理單元52可以包括被 定期地從機(jī)器30移除以用于排空的容器，或可以包括滑槽，滑槽向電 子垃圾處理器內(nèi)清空，直接向其中安裝了機(jī)器30的設(shè)施的廢水管線內(nèi) 清空，或向要求定期清空的容器內(nèi)清空。另外，固體廢物處理單元52 可以連接成接收自來(lái)水，且可以使用自來(lái)水將用過(guò)的咖啡從處理單元 沖洗到垃圾處理器內(nèi)或直接沖洗到廢水管線內(nèi)。處理單元52可以定期 地開(kāi)始自動(dòng)沖洗次序，例如在沖制每杯咖啡后?；蚩梢匀斯ら_(kāi)始或進(jìn) 行沖洗次序。
濕氣阻擋件54可以將控制器58與相關(guān)的電路(在圖3中未示出)與 機(jī)器30的其他部件分開(kāi)。例如，來(lái)自熱水和沖制過(guò)程或沖制的飲料的 蒸汽可能凝結(jié)且損壞或另外地使得控制器58不能運(yùn)行。此外，在輸送
冷的自來(lái)水的管道上的凝結(jié)可能導(dǎo)致類(lèi)似的問(wèn)題。因此，濕氣阻擋件 54幫助保持控制器58和相關(guān)的電路的干燥。替代地，沖制單元46的沖 制室(在圖3中未示出)可以用作濕氣阻擋件，使得可以省略分開(kāi)的濕 氣阻擋件54。
控制器58控制了沖制機(jī)器30的其他部件的一些或全部的運(yùn)行，如 以上所論述，且包括處理器60，存儲(chǔ)器62，控制面板和顯示器64和通信端口66。
處理器60執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器62內(nèi)或在另一個(gè)存儲(chǔ)器(未示出)內(nèi) 的程序，且控制機(jī)器30的部件的運(yùn)行，如在上文中論述且如在下文中 論述的。
在存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)軟件程序之外，存儲(chǔ)器62 (可以是非易失性存 儲(chǔ)器或包括非易失性部分)還可以存儲(chǔ)預(yù)先確定的沖制參數(shù)的組，如 在下文中結(jié)合圖7至圖12描述，且可以為處理器60提供工作存儲(chǔ)器。作 為定期維護(hù)的方式，存儲(chǔ)器62也可以記錄杯的總數(shù)，每種尺寸的杯的 數(shù)量，通過(guò)機(jī)器30的水的總量，或自機(jī)器的首次使用以來(lái)的沖制飲料 的總量，自最后一次維修以來(lái)的沖制飲料的總量，或自零件替換以來(lái) 的沖制飲料的總量。存儲(chǔ)器62也可以記錄沖洗和清潔循環(huán)的次數(shù)，以 便為了包修的目的而記錄下機(jī)器維修的情況如何。另外，存儲(chǔ)器62可 以記錄機(jī)器的錯(cuò)誤以利于技術(shù)員在電話服務(wù)中診斷問(wèn)題所在。存儲(chǔ)器 62可以為以上所述事件的一個(gè)或多個(gè)保存時(shí)間戳(控制器58可以包括 實(shí)時(shí)時(shí)鐘以生成時(shí)間戳)。此外，存儲(chǔ)器62可以存儲(chǔ)標(biāo)記以指示機(jī)器 30每次使用的狀態(tài)。例如，如果存儲(chǔ)單元36某日被排放但未被填充， 則存儲(chǔ)器62可以存儲(chǔ)相應(yīng)的標(biāo)志，該標(biāo)志導(dǎo)致顯示器64在沖制機(jī)器30
下次被啟動(dòng)時(shí)時(shí)生成再填充存儲(chǔ)器的警報(bào)。此外，除以上所述的之外， 存儲(chǔ)器62可以記錄任務(wù)和任務(wù)細(xì)節(jié)。例如，存儲(chǔ)器62可以利用時(shí)間戳 記錄沖制機(jī)器30進(jìn)行的每個(gè)動(dòng)作。例如，存儲(chǔ)器32可以為每次沖制循 環(huán)記錄時(shí)間戳，該時(shí)間戳指示了循環(huán)何時(shí)開(kāi)始和結(jié)束，飲料量，希望 的水溫，實(shí)際水溫，沖制循環(huán)是否被取消(和指示何時(shí)取消的時(shí)間戳)， 和機(jī)器30是否等待水到達(dá)沖制溫度或?yàn)榇说却嚅L(zhǎng)時(shí)間。另外，存儲(chǔ) 器62可以為每次沖洗和清潔循環(huán)記錄時(shí)間戳，該時(shí)間戳指示了循環(huán)何 時(shí)開(kāi)始和結(jié)束，且記錄希望的水溫和實(shí)際的水溫。存儲(chǔ)器62也可以記 錄指示了每次機(jī)器30開(kāi)啟的時(shí)間戳。這樣的細(xì)節(jié)記錄可以向咖啡店主 或咖啡烘烤者提供希望的使用/客戶(hù)統(tǒng)計(jì)信息，例如每日沖制/銷(xiāo)售最多 咖啡的時(shí)間和典型地出售的咖啡的類(lèi)型?？刂泼姘搴惋@示器64允許操作者(在圖3中未示出)輸入沖制選項(xiàng)
(例如，咖啡類(lèi)型，杯尺寸，和沖制參數(shù)，以及工作流程)或從處理
器60可在顯示器上生成的菜單中選擇沖制選項(xiàng)。例如，操作者可以通 過(guò)控制面板和顯示器64選擇單一的沖制參數(shù)(例如水溫、杯尺寸和沖 制時(shí)間)，或一組預(yù)先確定的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器62內(nèi)的沖制參數(shù)。作為后 者的例子，咖啡烘烤者可以具有用于其咖啡的預(yù)先確定的優(yōu)選的沖制 參數(shù)。然后可以將這些優(yōu)選的參數(shù)成組地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器62內(nèi)，且將組 與標(biāo)識(shí)相關(guān)聯(lián)，標(biāo)識(shí)例如咖啡的名稱(chēng)或類(lèi)型。因此，作為單一地輸入 或選擇每個(gè)沖制參數(shù)(這可能是煩冗的)的替代，操作者可以?xún)H從菜 單輸入或選擇標(biāo)識(shí)，控制器58就使得機(jī)器30根據(jù)對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)的參數(shù)組 沖制咖啡。
通信端口66允許處理器60，存儲(chǔ)器62，和控制面板和顯示器64與 一個(gè)或多個(gè)處于機(jī)器30外部的設(shè)備通信。例如，端口66可以連接到計(jì) 算機(jī)(在圖3中未示出)，使得可以編程或從計(jì)算機(jī)進(jìn)行診斷?；?，端 口66可以連接到互聯(lián)網(wǎng)，使得可以將例如沖制參數(shù)的組的數(shù)據(jù)從咖啡 烘烤者或供應(yīng)商下載到機(jī)器的存儲(chǔ)器62內(nèi)，或從存儲(chǔ)器內(nèi)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng) 上傳例如以上所論述的和以下所論述的機(jī)器使用/客戶(hù)統(tǒng)計(jì)信息，維修/ 錯(cuò)誤記錄，或機(jī)器設(shè)置。其中處理器60執(zhí)行了網(wǎng)絡(luò)接口 (在圖3中未示 出)的功能，然后可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器通過(guò)安全通道訪問(wèn)沖制機(jī)器30， 該安全通道例如要求在獲得對(duì)機(jī)器的遠(yuǎn)程訪問(wèn)前輸入用戶(hù)名和密碼。 另外，端口66可以通過(guò)無(wú)線信道從咖啡容器上或咖啡杯上的RFID標(biāo)簽 或條形碼接收數(shù)據(jù)，例如沖制參數(shù)的組(標(biāo)簽可以保存杯的所有者的 優(yōu)選咖啡類(lèi)型，杯尺寸或從制參數(shù))。此外，端口66可以允許處理器 60上傳客戶(hù)統(tǒng)計(jì)信息到咖啡烘烤者或供應(yīng)商或上傳到機(jī)器30的制造商/ 供貨商，信息例如咖啡飲用者的偏好和沖制的咖啡的杯數(shù)。此外，端 口66可以連接到咖啡店內(nèi)的其他機(jī)器(例如收銀機(jī))且從其他機(jī)器接 收信息(例如飲料定購(gòu)數(shù)，價(jià)格，尺寸)，且作為用于從/向這些其他 機(jī)器下載/上傳數(shù)據(jù)的入口。仍參考圖3，構(gòu)思了飲料沖制機(jī)器30的替代實(shí)施例。例如，機(jī)器30 可以包括一個(gè)或多個(gè)部件(未示出)， 一個(gè)或多個(gè)以上所述的單元或 部件可以省略，多個(gè)單元的功能可以合并到更少的單元內(nèi)，或單獨(dú)的
單元的功能可在多個(gè)單元之間分開(kāi)。此外，沖制機(jī)器30 (圖3)可以具 有模塊化設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)允許移開(kāi)沖制單元46和機(jī)器的其他單元的一個(gè) 或多個(gè)作為各自的單元；因此，模塊化設(shè)計(jì)可以便于維修或替換可移 除單元。此外，機(jī)器30可以自動(dòng)化，使得操作者不需要將研磨咖啡提 供到?jīng)_制單元46。機(jī)器30的這樣的自動(dòng)化類(lèi)型可以包括咖啡豆漏斗， 咖啡研磨器，研磨咖啡運(yùn)輸單元，和一個(gè)或多個(gè)其他的部件，例如在 2006年4月11日提交的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)No. PCT/US2006/013930中所描述， 之前通過(guò)參考將其合并。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3的飲料沖制單元46的剖面?zhèn)纫?圖。如以上結(jié)合圖3所論述，沖制單元46允許機(jī)器30根據(jù)修改的法式壓 制技術(shù)沖制咖啡，且也允許沖制其他飲料(例如，茶)。
飲料沖制單元46包括室單元塊70、布置在室單元塊內(nèi)的沖制室72、 布置在沖制室內(nèi)的活塞組件74、驅(qū)動(dòng)軸76、用于驅(qū)動(dòng)活塞組件在沖制 室內(nèi)上下移動(dòng)的馬達(dá)78、和圍繞沖制室布置的絕熱件SO。
室單元塊70具有平的頂表面82。
沖制室72可以是圓柱形的室，它包括開(kāi)口84、不銹鋼側(cè)壁86、塑 料端蓋88、和出口90，且在咖啡沖制時(shí)保持研磨咖啡和水(在圖4中都 未示出)。端蓋88向出口90傾斜，以引導(dǎo)液體(例如沖制咖啡，沖洗 劑，清潔溶液)到口以用于通過(guò)飲料運(yùn)輸和分配單元44和42 (圖3)分 配，或用于通過(guò)液體廢物處理單元50 (圖3)分配。雖然絕熱件80的頂 部和側(cè)壁86示出為與表面82共面，但表面82可以延伸過(guò)且覆蓋絕熱件 和側(cè)壁的一個(gè)或兩個(gè)?；钊M件74的形狀與沖制室72相同，且包括密封件92 (例如，由 PTFE (商標(biāo)名為T(mén)eflon⑧)制成)、密封促進(jìn)構(gòu)件94 (例如橡膠墊圈)、 和過(guò)濾器組件96。密封促進(jìn)構(gòu)件94促使密封件92抵靠沖制室72的側(cè)壁 86，使得活塞組件74與側(cè)壁形成防水密封。進(jìn)一步在下文中結(jié)合圖5和 圖6描述的過(guò)濾器組件96包括過(guò)濾器98和基部100，基部100具有一個(gè)或 多個(gè)止回閥102。如結(jié)合圖7至圖12在下文中進(jìn)一步描述的，當(dāng)活塞組 件74向上移動(dòng)時(shí)，過(guò)濾器組件98從沖制咖啡中過(guò)濾出用過(guò)的咖啡研磨 物；且當(dāng)活塞組件向下移動(dòng)時(shí)，過(guò)濾器組件促使沖制的咖啡經(jīng)由出口 卯離開(kāi)沖制室72。此外，過(guò)濾器組件96的基部100可以旋緊到或以另外 方式可移除地接附到驅(qū)動(dòng)軸76，以便于維修或替換活塞組件74。
驅(qū)動(dòng)軸76可以是常規(guī)的螺紋軸，當(dāng)馬達(dá)78在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)該 軸將活塞組件74向上移動(dòng)，且當(dāng)馬達(dá)在相反的方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)將活塞組 件74向下移動(dòng)。室單元塊70可以包括防止活塞組件74與軸76和馬達(dá)78 一起旋轉(zhuǎn)的防旋轉(zhuǎn)止動(dòng)件或其他部件(在圖4中未示出)。
響應(yīng)于控制器58 (圖3)的馬達(dá)78可以是適合于驅(qū)動(dòng)活塞組件74的 任何類(lèi)型的馬達(dá)，例如步進(jìn)馬達(dá)。室單元塊70或馬達(dá)78可以包括傳感 器組件(在圖4中未示出)，例如一個(gè)或多個(gè)限位開(kāi)關(guān)，該傳感器組件 向控制器58指示活塞組件74的位置、速度和行進(jìn)方向。
絕熱件80可以允許通過(guò)限制通過(guò)沖制室72的側(cè)壁86的熱損失而更 精確地控制沖制溫度。絕熱件80也可以包括加熱元件和溫度傳感器(在 圖4中都未示出)，它們?cè)试S控制器58將側(cè)壁86維持在預(yù)先確定的溫度。 替代地，絕熱件80可以包括水套(未示出)，圖3的水存儲(chǔ)和加熱單元 (或如果存在則是水溫度控制單元38)或另一個(gè)源(在圖4中未示出) 為水套填充熱水。使用溫度傳感器，控制器58可以通過(guò)調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)水套 的水的流量而實(shí)施對(duì)側(cè)壁溫度的閉環(huán)控制。且為了冷卻側(cè)壁86，控制 器58可以引導(dǎo)自來(lái)水通過(guò)水套。仍參考圖4，構(gòu)思了飲料沖制單元46 (圖3)的替代實(shí)施例。例如，
機(jī)器可以包括未示出的部件，或可以包括被示出的部件的一個(gè)或多個(gè)。 此外，部件可以由任何合適的材料制成。此外，雖然示出了垂直的定
向，但通過(guò)對(duì)沖制機(jī)器30的適當(dāng)修改(例如，室開(kāi)口84上方的密封件 (未示出))沖制室72可以定向在另一個(gè)方向，例如水平方向。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖4的過(guò)濾器98的分解等軸視圖，其 中沖制室72 (在圖4中示出)是圓柱形的。
過(guò)濾器98包括一個(gè)或多個(gè)(在此為三個(gè))安裝到板116的絲網(wǎng)層 110、 112和114。
絲網(wǎng)層110、 112和114可以燒結(jié)或以另外方式接附到一起且燒結(jié)或 接附到板116，并且可以由不銹鋼或任何其他合適的材料形成。頂部絲 網(wǎng)層110可以具有開(kāi)口，開(kāi)口的直徑在30至150微米(um)的范圍內(nèi)(例 如70um)，或處于由過(guò)濾器98所希望的過(guò)濾器分辨率而確定在另一個(gè) 范圍內(nèi)。中間層112可以具有大于頂層110的開(kāi)口，且底層114可以具有 大于中間層112開(kāi)口的開(kāi)口。使得開(kāi)口的直徑從頂層110至底層114增 加，有助于防止過(guò)濾物(例如用過(guò)的咖啡研磨物)阻塞過(guò)濾器98，且 也可以允許較低的層向過(guò)濾器提供不限制流體流量的結(jié)構(gòu)。替代地， 層IIO、 112、 114的一層或多層可以具有蝕刻的開(kāi)口。具有蝕刻開(kāi)口的 頂層110的優(yōu)點(diǎn)在于蝕刻開(kāi)口可以向頂層提供更平坦的表面，其可以便 于通過(guò)例如以橡膠滾軸擦拭而從頂層去除過(guò)濾的物質(zhì)(例如，咖啡研 磨物)。
安裝板116可以由不銹鋼或任何其他合適的材料形成，可以具有多 個(gè)大的開(kāi)口118和捕獲保持結(jié)構(gòu)120，同時(shí)與下層112和114一起可以向 過(guò)濾器98提供強(qiáng)度和剛度。雖然未示出，但紙過(guò)濾器可以布置在頂層110上，且在每次使用后 移除。紙過(guò)濾器可以提供比過(guò)濾器98更精細(xì)的過(guò)濾。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖4的過(guò)濾器基部100的等軸視圖，其 中沖制室72 (圖4)和過(guò)濾器98 (圖4和圖5)是圓柱形的。
基部100是板，該板可以由不銹鋼或由任何其他合適的材料制成， 且除一個(gè)或多個(gè)(在此為三個(gè))止回閥102外還包括一個(gè)或多個(gè)止回閥 130， 一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器安裝凹陷132，底部134和螺紋軸座(虛線)。
參考圖4和圖6，每個(gè)止回閥102由例如硅橡膠的柔性材料制成，安 裝在各口130內(nèi)，且包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口138，彈性軸140和頭部142。 當(dāng)活塞組件74在沖制室72的處于活塞組件下方的下部分被填充以液體 (例如沖制咖啡)時(shí)向下移動(dòng)，由活塞移動(dòng)生成的壓力促使頭部142靠 著基部IOO，使得頭部與基部形成液密密封；因此，無(wú)氣體或液體流動(dòng) 經(jīng)過(guò)頭部且通過(guò)各口130。如果飲料運(yùn)輸單元44 (圖3)打開(kāi)出口90， 則活塞組件74將壓力傳遞到液體，促使液體流出出口。相反地，當(dāng)活 塞組件74在沖制室72的位于活塞組件上方的上部分包含液體且飲料運(yùn) 輸單元44關(guān)閉出口90時(shí)向上移動(dòng)，則在沖制室的下部分內(nèi)的壓力降低。 此降低的壓力形成了抽吸作用，該抽吸作用將頭部142拉離基部100(彈 性軸140的拉伸允許該頭部的這種拉離)；因此，抽吸作用也將沖制室 的上部分內(nèi)的液體牽引過(guò)開(kāi)口 138和口 130使其進(jìn)入沖制室72的下部分 內(nèi)。但過(guò)濾器98防止例如研磨咖啡的固體通到?jīng)_制室72的下部分內(nèi)， 從而過(guò)濾了液體。
再次參考圖6，過(guò)濾器安裝座132的尺寸被設(shè)定為接收過(guò)濾器安裝 板116 (圖5)上的各捕獲保持結(jié)構(gòu)120，且從基部100的底部插入通過(guò) 該座的螺釘(在圖6中未示出)接合帶螺紋的支架(standoff)以將基部 固定到過(guò)濾器98 (圖5) 。 O型圈(在圖6中未示出)或其他密封構(gòu)件可 以放置在座B2內(nèi)以防止液體通過(guò)螺釘螺紋滲漏。基部100的底部134可以帶有輪廓以在活塞組件74 (圖4)向上移動(dòng) 時(shí)向止回閥口130引導(dǎo)液體。
螺紋軸座136允許活塞組件74 (圖4)可移除地接附到軸76 (圖4)。
參考圖3的飲料運(yùn)輸單元44和圖3和圖4的飲料沖制單元46，圖7至 圖12圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3的飲料沖制機(jī)器30在飲料沖制 循環(huán)期間的操作。在此實(shí)施例中，飲料運(yùn)輸單元44包括閥150，閥150 在第一位置(例如在圖7中示出)將出口90連接到飲料分配單元42 (圖 3)，且在第二位置(例如在圖8中示出)將出口連接到液體廢物處理 單元50 (圖3)。此外，雖然可能沒(méi)有明確地陳述，但控制器58 (圖3) 可以控制以下所述的步驟的一步或多步。此外，雖然機(jī)器30的操作是 針對(duì)沖制咖啡而描述，但用于沖制另一種飲料(例如茶)的操作可以 與所描述的操作相同或類(lèi)似。
參考圖3和圖4以及圖7至圖12，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例描述飲料沖制 機(jī)器30在飲料沖制循環(huán)期間的操作。
參考圖7，在操作人員(在圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出)通 過(guò)例如"打開(kāi)"電源開(kāi)關(guān)(在圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出)而啟 動(dòng)機(jī)器30開(kāi)始，機(jī)器30進(jìn)行自檢査/初始化，其間活塞組件74如果不處 于各自的"原處"位置則移動(dòng)到各自"原處"位置。例如，活塞組件 74可以移動(dòng)到室單元塊表面82下方預(yù)定距離的位置，其中該距離形成 了足夠大的空間以從操作者接收研磨咖啡152。替代地，活塞組件74可 以在最后的沖制循環(huán)之后已處于其各自的原處位置，或可以移動(dòng)到任 何其他適合于起動(dòng)沖制循環(huán)的非原處位置。當(dāng)活塞組件74移動(dòng)到其原 處位置或另一個(gè)起動(dòng)位置時(shí)，閥150處于其第一位置(例如，將出口90 連接到飲料分配單元42)，使得在室72的處于活塞組件下方的下部分 內(nèi)不造成壓力或抽吸。此外，為保證室72的液體(例如，沖制的咖啡，水)排空，作為自檢查/初始化的部分，機(jī)器30可以首先進(jìn)行傾泄程序，
該程序經(jīng)由出口90 (或經(jīng)由圖16至圖18的分開(kāi)的廢物口)從室排出剩 余液體(leftover)。雖然機(jī)器30可以不"知道"此"剩余"液體的量， 但它可以"認(rèn)為"最大量(例如16盎司)的液體存在于室72內(nèi)。此"剩 余"液體可以由因?yàn)槔珉娫垂收?、系統(tǒng)錯(cuò)誤或操作者錯(cuò)誤造成的前 述的沖制，沖洗，或清潔循環(huán)的中斷而產(chǎn)生。此傾泄程序可以與結(jié)合 圖ll在下文中描述的飲料分配程序相同或類(lèi)似。在進(jìn)行了傾泄程序后， 機(jī)器30繼續(xù)以上的自檢查/初始化程序。除以上所述的功能外，在自檢 查/初始化程序期間機(jī)器30可以進(jìn)行其他功能(例如，打開(kāi)加熱器)。
然后，操作者通過(guò)控制面板70輸入飲料容量(例如8盎司，16盎司)， 和一個(gè)或多個(gè)沖制參數(shù)(例如，水溫，沖制時(shí)間)。機(jī)器30可以允許 操作者輸入定制的飲料容量(例如，9盎司，ll盎司)，或可以將操作 者局限到一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的容量(例如，以2盎司的增量從6盎司 到16盎司)。此外，操作者可以分開(kāi)地輸入每個(gè)沖制參數(shù)，或可以輸 入標(biāo)識(shí)，例如選擇的烘烤的名稱(chēng)，以選擇存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器62內(nèi)的且與標(biāo) 識(shí)相關(guān)的一組預(yù)先確定的沖制參數(shù)。如果操作者分開(kāi)地輸入沖制參數(shù)， 但不能輸入一個(gè)或多個(gè)所需要的參數(shù)，則機(jī)器30可以為沒(méi)有輸入的參 數(shù)的每個(gè)指定缺省值。且，如果操作者通過(guò)標(biāo)識(shí)輸入一組沖制參數(shù)， 則他可以直接或抽象地改變這些預(yù)先編程的參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)。抽象 地改變的例子是操作者選擇"抽象的"沖制強(qiáng)度(例如，弱，正常， 強(qiáng))，控制器58以預(yù)編程的方式將沖制強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為實(shí)際的沖制時(shí)間或 溫度。另外，機(jī)器30可以通過(guò)顯示器64提醒操作者在保持器40內(nèi)放置 杯(在圖7中未示出)。
然后，操作者使用與機(jī)器30分開(kāi)的咖啡研磨器(在圖7中未示出) 以特定的研磨尺寸測(cè)量且研磨一定量的咖啡，且將研磨的咖啡152通過(guò) 開(kāi)口84裝載到室72內(nèi)?？刂破?8可以基于由使用者事先輸入的飲料容 量和沖制參數(shù)通過(guò)顯示器64指示操作者應(yīng)研磨的咖啡的量和研磨尺 寸。可以以査詢(xún)表對(duì)儲(chǔ)存器62編程，該査詢(xún)表將量和研磨尺寸與飲料容量和沖制參數(shù)相關(guān)聯(lián)，或控制器可以從操作者輸入或選擇的飲料容 量和沖制參數(shù)(例如沖制強(qiáng)度)的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算咖啡量和研磨尺 寸。
參考圖8，在操作者將研磨咖啡152裝載到?jīng)_制室172內(nèi)之后，馬達(dá) 78將活塞組件74向下移動(dòng)到室的底部或接近底部。當(dāng)活塞組件處于希 望的位置時(shí)，閥150移動(dòng)到其第二位置(例如，將出口90連接到液體廢 物處理單元50)，這有效地將出口相對(duì)于沖制室72關(guān)閉。
當(dāng)操作者研磨和裝載咖啡152到?jīng)_制室72內(nèi)且活塞組件74正向下 移動(dòng)時(shí)，如果水還沒(méi)有處于預(yù)先確定的溫度則水存儲(chǔ)和加熱單元36將 水加熱到預(yù)先確定的溫度。在一個(gè)例子中，單元36將水加熱到希望的 沖制溫度以上，使得水溫度控制單元38可以通過(guò)將來(lái)自存儲(chǔ)器的已加 熱的水與冷的自來(lái)水混合而向室72提供希望的沖制溫度下的水，如結(jié) 合圖3在上文中描述。在另一個(gè)例子中，存儲(chǔ)和加熱單元36將水加熱到 沖制溫度，且溫度控制單元38不工作或被省略。如果在該后一例子中 水溫過(guò)高(例如從前述的沖制循環(huán))，則機(jī)器30可以從存儲(chǔ)單元36內(nèi) 的加熱器傾瀉出計(jì)算量的或預(yù)先確定量的水，以將水冷卻到希望的溫 度或希望的溫度以下；在后一情況中，存儲(chǔ)和加熱單元36然后將水加 熱到希望的溫度。這些和其他技術(shù)允許在杯與杯之間控制沖制溫度。
然后，存儲(chǔ)和加熱單元36通過(guò)噴嘴(在圖3和圖4以及圖7至圖12中 未示出)為沖制室72填充希望量的具有希望沖制溫度的水154?？刂破?58打開(kāi)閥(在圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出)，使得水從過(guò)濾器32 通過(guò)流量計(jì)34而流入到存儲(chǔ)器36內(nèi)。流入存儲(chǔ)器36的冷水促使處于存 儲(chǔ)器頂部的熱水流出且流入到?jīng)_制室72內(nèi)。當(dāng)流量計(jì)34指示希望量的 水154已進(jìn)入室72內(nèi)時(shí)，控制器58關(guān)閉閥。操作者然后可以例如通過(guò)攪 拌混合物來(lái)攪動(dòng)室72內(nèi)的水和咖啡混合物。這樣的攪動(dòng)便于研磨咖啡 的徹底濕潤(rùn)。噴射形式的噴嘴也可以攪動(dòng)混合物，或控制器58可以使 通過(guò)噴嘴的水進(jìn)行脈動(dòng)以用于另外的攪動(dòng)。
25參考圖9，在室72內(nèi)具有希望量的研磨咖啡152和水154后，將混合 物保持在室內(nèi)持續(xù)選定的沖制時(shí)間。在沖制時(shí)間期間，控制器58可以 啟動(dòng)絕熱件80內(nèi)的加熱元件(在圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出)， 以維持沖制溫度，如在以上結(jié)合圖4所述。替代地，絕熱件80內(nèi)的加熱 元件可以連續(xù)地被啟動(dòng)，或在沖制循環(huán)前被啟動(dòng)。
參考圖IO，在沖制時(shí)間已經(jīng)到期后，活塞組件74向上移動(dòng)以從沖 制咖啡156中過(guò)濾掉咖啡研磨物152。如以上結(jié)合圖4論述，當(dāng)活塞組件 74向上移動(dòng)時(shí)，抽吸作用將沖制咖啡156從活塞組件74上方牽引出，通 過(guò)過(guò)濾器98和止回閥口130到達(dá)活塞組件下方。過(guò)濾器98阻止咖啡研磨 物152流過(guò)止回閥口130?；钊M件74繼續(xù)向上移動(dòng)，直至所有沖制的 咖啡156位于活塞組件下方，且所有咖啡研磨物152放在過(guò)濾器98上。 壓力傳感器(在圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出)可以位于沖制室72 內(nèi)，且控制器58可以以閉環(huán)方式控制活塞組件74的速度以維持活塞組 件下方的抽吸力在希望的范圍內(nèi)，其防止對(duì)例如閥150的損壞。替代地， 活塞組件74的移動(dòng)可以是根據(jù)另一個(gè)合適的方式而進(jìn)行的，例如以開(kāi) 環(huán)方式移動(dòng)。例如，活塞組件74可以連續(xù)地以恒定速度移動(dòng)或可以分 步地移動(dòng)，其中分步移動(dòng)在連續(xù)步之間具有不進(jìn)行移動(dòng)的相應(yīng)時(shí)間段。 這可以允許通過(guò)止回閥口130的流量"趕上"(catch up)活塞組件74
下方的抽吸量。
參考圖ll，活塞組件74連續(xù)向上移動(dòng)，直至過(guò)濾器98的頂表面與 止回閥70的表面82共面。
然后，操作者例如通過(guò)以橡膠滾軸或其他器械(在圖ll中未示出) 將研磨物從過(guò)濾器擦拭到表面82上且使其進(jìn)入到固體廢物處理單元52 內(nèi)而從過(guò)濾器98去除咖啡研磨物152。操作者可以通過(guò)控制面板64指示 研磨物被去除，且響應(yīng)于此指示，沖制循環(huán)繼續(xù)。替代地，活塞組件74不移動(dòng)到其中過(guò)濾器98與表面82共面的位置， 也不在此位置停留足以使操作者去除咖啡研磨物152的那么長(zhǎng)時(shí)間。在 此替代中，操作者隨后去除咖啡研磨物152，如結(jié)合圖12在下文中論述。
然后，杯檢測(cè)單元48指示杯(在圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出) 是否處于保持器40內(nèi)一在一個(gè)例子中，杯保持器是滴盤(pán)。如果杯不在 保持器40內(nèi)，則控制器58可以中斷沖制循環(huán)，且可以發(fā)出聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué) 警報(bào)，直至操作者將杯放置在保持器內(nèi)。如果杯在保持器40內(nèi)，則沖 制循環(huán)如在下文中所述繼續(xù)。
在活塞組件74停止向上移動(dòng)且杯處于保持器40內(nèi)之后，閥150移動(dòng) 至其第一位置以將出口90連接到飲料分配單元42。
然后，活塞組件74開(kāi)始向下移動(dòng)以將沖制咖啡156通過(guò)出口卯和閥 150分配到杯(在圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出)內(nèi)?；钊M件74 的向下移動(dòng)可以是連續(xù)的或步進(jìn)的，且可以具有任何合適的速度/加速 度曲線。如以上結(jié)合圖4論述，當(dāng)活塞組件74向下移動(dòng)時(shí)，止回閥102 關(guān)閉，以防止沖制咖啡156和任何其他流體(例如空氣，水蒸氣)通過(guò) 過(guò)濾器98流回。因此，活塞組件74促使沖制咖啡156離開(kāi)口90且通過(guò)閥 150?；钊M件74可以對(duì)應(yīng)于飲料容量而向下移動(dòng)僅預(yù)先確定的距離以 防止促使空氣通過(guò)飲料分配單元42。替代地，活塞組件74可以充足地 向下移動(dòng)以排出一些空氣通過(guò)飲料分配單元42，從而促使最后一點(diǎn)沖 制咖啡156離開(kāi)分配單元且進(jìn)入到杯內(nèi)。在活塞組件74已完成向下移動(dòng) 后，閥150可以切換到其第二位置。
參考圖12，在分配了沖制咖啡156后，活塞組件74向上移動(dòng)且移動(dòng) 回到原位。當(dāng)然，如果活塞組件74已處于原位，則它維持在此當(dāng)前位 置。此外，控制器58可以通過(guò)顯示器64或其他指示器(在圖3和圖4以 及圖7至圖12中未示出)指示操作者他可以從杯保持器40移除充滿(mǎn)咖啡 的杯。然后，閥150移動(dòng)到其第二位置(如果它尚未移動(dòng)到第二位置)， 使得任何在飲料運(yùn)輸單元44內(nèi)或在閥與飲料運(yùn)輸單元之間的管道內(nèi)剩 余的沖制咖啡可以通過(guò)重力排出到液體廢物處理單元50內(nèi)。
在操作者尚未從過(guò)濾器98去除咖啡研磨物152時(shí)，如結(jié)合圖ll所論 述，活塞組件74首先向上移動(dòng)到其中過(guò)濾器的頂表面與表面82共面的 位置。
當(dāng)操作者移除咖啡研磨物152后，活塞組件74向下移動(dòng)且回到原位
置。如以上所論述，操作者可以通過(guò)顯示器64指示咖啡研磨物被移除。
替代地，活塞組件74可以保持在此共面位置直至下一個(gè)循環(huán)，使得操
作者可以更容易地確定組件是否已被擦拭干凈，且如果組件尚未擦拭 干凈則將其擦拭干凈。
仍參照?qǐng)D3和圖4以及圖7至圖12，構(gòu)思了以上所述沖制循環(huán)的其他 實(shí)施例。例如，以上所述步驟的次序可以變化，描述為同時(shí)進(jìn)行的步 驟可以在不同時(shí)間進(jìn)行，且描述為在不同時(shí)間進(jìn)行的步驟可以同時(shí)進(jìn) 行。此外，其中一些步驟可以省略，且可以添加其他未描述的步驟。
圖13至圖15圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的飲料沖制機(jī)器30在 剩余液體去除循環(huán)期間的操作。雖然可能沒(méi)有明確地陳述，但控制器 58 (圖3)可以控制以下描述的步驟的一個(gè)或多個(gè)。
參考圖13且如以上結(jié)合圖12所描述的，在飲料沖制循環(huán)完成后， 活塞組件74返回到其原位置，預(yù)備下次沖制循環(huán)。
但由于水(或其他用于沖制飲料的液體)的表面張力，即使在飲 料分配后，沖制飲料的小(即殘余的)部分也可能附著到室的側(cè)壁86， 且附著到活塞組件74。隨著時(shí)間的過(guò)去，此殘余物160向下運(yùn)行，因?yàn)殚y150處于其第二位置以允許在飲料運(yùn)輸單元44 (在此實(shí)施例中為管道)內(nèi)的殘余部分排放，所以殘余物160收集在沖制室72的底部處。
參考圖14，為從沖制室72排放殘余物160,閥150移動(dòng)到其第二位置，且因此允許殘余物收集在閥內(nèi)且在飲料運(yùn)輸單元44內(nèi)。
然后，參考圖15，為將殘余物160從閥150和飲料運(yùn)輸單元44排放，閥向回移動(dòng)到其第二位置，且因此允許殘余物排放到液體廢物處理單元50 (在此實(shí)施例中也是管道)。
參考圖14和圖15，沖制機(jī)器30 (圖3)可以重復(fù)閥150在其第一位置和第二位置之間的切換一次或多次，以排放另外的殘余物160,該殘余物160可以隨后收集在沖制室72的底部處。此外，機(jī)器30可以在完成沖制循環(huán)后立即開(kāi)始闊150的這種切換，或在完成沖制循環(huán)后預(yù)先確定的時(shí)間處開(kāi)始以允許經(jīng)過(guò)使得殘余物收集到?jīng)_制室72的底部處的時(shí)間。
再參考圖7至圖12，描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的沖制機(jī)器30 (圖3)的沖洗循環(huán)。此沖洗循環(huán)可以類(lèi)似于以上結(jié)合圖3和圖4以及圖7至圖12所描述的沖制循環(huán)，不同之處在于無(wú)咖啡或其它香基裝載到如圖7中示出的室內(nèi)，且水不需要在室72內(nèi)駐留整個(gè)沖制時(shí)間。此外，機(jī)器30可以不等待存儲(chǔ)單元36內(nèi)的水加熱到任何特定的溫度，且因?yàn)闊o(wú)香基來(lái)抑制水通過(guò)過(guò)濾器98的移動(dòng)，所以活塞組件74可移動(dòng)它在飲料沖制循環(huán)期間移動(dòng)的距離的幾分之一。此外，如果杯檢測(cè)單元48 (圖3)檢測(cè)到杯在保持器單元40內(nèi)，則機(jī)器30可以中斷沖洗循環(huán)，且可以發(fā)出警報(bào)(聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué)警報(bào))，以通知操作者(在圖7至圖12中未示出)；這防止將沖洗水分配到杯內(nèi)。機(jī)器30可以進(jìn)行沖洗循環(huán)一次或多次以從室72、飲料運(yùn)輸單元44和飲料分配單元42沖掉沖制飲料的殘余物，且
29將殘余物沖入廢物排放單元40內(nèi)。
在沖洗循環(huán)后，沖制機(jī)器30可以進(jìn)行以上結(jié)合圖13至圖15所描述的殘余液體去除循環(huán)，以將殘余物沖洗水從室72排放。
仍參考圖7至圖12，描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的沖制機(jī)器30 (圖3)的清潔循環(huán)。清潔循環(huán)可以類(lèi)似于以上結(jié)合圖3和圖4以及圖7至圖12所描述的沖制循環(huán)，不同之處在于作為咖啡或另一種香基的替代，操作者(圖3和圖4以及圖7至圖12中未示出)將清潔劑或其他清潔物質(zhì)(例如，醋)裝載到室內(nèi)，見(jiàn)圖7。此外，在清潔劑或其他清潔物質(zhì)是液體時(shí)，機(jī)器30可以進(jìn)行清潔循環(huán)而無(wú)需將水引入到室72內(nèi)。此外，機(jī)器30可以將活塞組件74分步地移動(dòng)，例如以五步向上移動(dòng)和以五步向下移動(dòng)，在每步之間具有預(yù)先確定的時(shí)間，例如一分鐘，以增加浸透時(shí)間和增大清潔物質(zhì)通過(guò)活塞組件74的循環(huán)。另外，如果杯檢測(cè)單元48(圖3)檢測(cè)到杯處于保持器單元40內(nèi)，則機(jī)器30可以中斷清潔循環(huán)，且可以發(fā)出例如聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué)警報(bào)以通知操作者(在圖7至圖12中未示出)；這防止將清潔溶液分配到杯內(nèi)。此外，當(dāng)過(guò)濾器(圖4)的頂部與表面82共面時(shí)，顯示器64 (圖3)可以要求操作者擦拭和擦凈過(guò)濾器98頂部，且操作者可以通過(guò)控制面板64指示已完成了擦拭/擦凈。此外，在清潔循環(huán)的浸透部分期間，存儲(chǔ)器36可以周期地將水引入到室72內(nèi)以攪動(dòng)清潔溶液。在清潔循環(huán)后，機(jī)器30可以進(jìn)行以上所述的沖洗循環(huán)一次或多次以從室72、飲料運(yùn)輸單元44和飲料分配單元42沖掉清潔溶液的殘余物，將其沖入到廢物排放單元40內(nèi)。此外，機(jī)器30可以在清潔循環(huán)前進(jìn)行一次或多次沖洗循環(huán)以分離和去除固體，例如咖啡研磨物。
圖16至圖19圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖3的飲料沖制機(jī)器30在飲料沖制循環(huán)期間的操作，其中參考了圖3的飲料運(yùn)輸單元44和圖3和圖4的飲料沖制單元46。在此實(shí)施例中，飲料運(yùn)輸單元44包括閥150和閥170兩個(gè)閥，且飲料沖制單元包括分配出口90和廢物出口172兩個(gè)出口。閥170在第一位置將廢物出口172連接到液體廢物處理單元50 (在此實(shí)施例中為管道)，且在第二位置將廢物出口與液體廢物處理單元50斷開(kāi)。此外，雖然可能沒(méi)有明確地陳述，控制器58 (圖3)可以控制以下描述的步驟的一個(gè)或多個(gè)。此外，雖然是針對(duì)沖制咖啡來(lái)描述機(jī)器30的操作的，但用于沖制另一種飲料(例如茶)的操作可以與所描述的操作相同或類(lèi)似。
參考圖3和圖4以及圖16至圖19，論述了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的飲料沖制機(jī)器30在飲料沖制循環(huán)期間的操作。除非另外地陳述，否則以下描述的沖制循環(huán)的步驟類(lèi)似于以上結(jié)合圖3和圖4以及圖7至圖12描述的沖制循環(huán)的步驟。因此，為簡(jiǎn)要起見(jiàn)，兩個(gè)沖制循環(huán)中相同的一些步驟和功能可以省略。
參考圖16,在操作者(在圖3和圖4以及圖16至圖19中未示出)通過(guò)"開(kāi)啟"電源開(kāi)關(guān)(在圖3和圖4以及圖16至圖19中未示出)而啟動(dòng)機(jī)器30后，機(jī)器30進(jìn)行自檢査/初始化，其間活塞組件74如果沒(méi)有處于其各自的"原位"則移動(dòng)到各自"原位"。在活塞組件74移動(dòng)到其原位或另一個(gè)開(kāi)始位置時(shí)，閥150處于其第二位置(即，將液體廢物處理單元50連接到飲料運(yùn)輸單元44)以允許在飲料運(yùn)輸單元44和分配單元42內(nèi)的殘余液體排出；這防止了當(dāng)活塞組件74向下移動(dòng)時(shí)殘余液體被促使通過(guò)單元44和單元42。此外，閥170處于其第一位置(即將口172連接到處理單元50)，使得在室72的位于活塞組件74下方的部分內(nèi)不造成壓力或抽吸。
參考圖17，在操作者將研磨咖啡152裝載到?jīng)_制室72內(nèi)后，馬達(dá)78將活塞組件74向下移動(dòng)到室的底部處或附近。
在活塞組件74處于希望的位置后，閥150保持在其第二位置(即將液體廢物處理單元50連接到飲料運(yùn)輸單元44)，且閥170切換到其第二位置(即將口172從液體廢物處理單元50斷開(kāi))。然后，存儲(chǔ)和加熱單元36為沖制室72填充希望量的具有希望沖制溫度的水，且水和研磨咖啡的混合物保持在室內(nèi)持續(xù)選定的沖制時(shí)間。
在沖制時(shí)間到時(shí)后，活塞組件74向上移動(dòng)以將咖啡研磨物152從沖制咖啡156中去除。
參考圖18，在活塞組件74停止向上移動(dòng)后，閥150移動(dòng)到其第二位置以將出口90連接到飲料運(yùn)輸單元44，且閥170保持在其第二位置。
然后，活塞組件74開(kāi)始向下移動(dòng)，以將沖制的咖啡156通過(guò)出口90和閥150分配到杯(在圖3和圖4以及圖16至圖19中未示出)內(nèi)。
參考圖3和圖19，在咖啡156分配后，閥150移動(dòng)回到其第一位置以允許殘余物160從飲料運(yùn)輸單元44和分配單元42排放，且閥170移動(dòng)到其第一位置，以允許殘余物160從室72排放。閥150和170可以保持在其各自的第一位置，直至下一次沖制、沖洗或清潔循環(huán)。
仍參考圖3和圖4以及圖16至圖19，構(gòu)思了以上所述的沖制循環(huán)的其他實(shí)施例。例如，以上所述的步驟的次序可以改變，描述為同時(shí)進(jìn)行的步驟可以在不同時(shí)間進(jìn)行，且描述為在不同時(shí)間進(jìn)行的步驟可以同時(shí)進(jìn)行。此外，其中的一些步驟可以省略，且可以添加以上結(jié)合圖16至圖19未描述的其他步驟(例如，以上結(jié)合圖7至圖12所述的步驟)。
再次參考圖16至圖19，沖制機(jī)器30 (圖3)的沖洗和清潔循環(huán)可以類(lèi)似于以上結(jié)合圖3和圖4以及圖16至圖19描述的沖制循環(huán)，且也可以類(lèi)似于以上結(jié)合圖7至圖12所描述的沖洗和清潔循環(huán)且包括它們的步驟。
圖20至圖22圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖3的飲料沖制機(jī)器30在飲料沖制循環(huán)部分期間的操作，其中參考了圖3和圖4的飲料沖制
單元46。在此實(shí)施例中，來(lái)自存儲(chǔ)和加熱單元36的水從一個(gè)或多個(gè)入 口180 (在圖20至圖22中僅示出了一個(gè))進(jìn)入沖制室72，而不是從布置 在室開(kāi)口84上方的噴嘴(在圖3和圖4中未示出)進(jìn)入，且入口180的寬 度不大于活塞組件74的厚度。此外，雖然可能沒(méi)有明確地陳述，但控 制器58 (圖3)可以控制以下描述的步驟的一個(gè)或多個(gè)。此外，雖然是 針對(duì)咖啡沖制來(lái)描述機(jī)器30的操作的，但用于沖制另一種飲料(例如 茶)的操作可以與所述的操作相同或類(lèi)似。另外，雖然是針對(duì)具有僅 一個(gè)入口180的飲料沖制單元46來(lái)描述機(jī)器30的操作的，但用于具有多 個(gè)入口180的實(shí)施例的操作可以是類(lèi)似的。
參考圖3和圖4以及圖20至圖22，論述了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施 例的飲料沖制機(jī)器30在飲料沖制循環(huán)的部分期間的操作。
參考圖20，在操作者(在圖3和圖4以及圖20至圖22中未示出)將 研磨咖啡裝載到室72內(nèi)后，活塞組件74移動(dòng)到入口180下方。
然后，閥182 (閥182可以是圖3的單元36、 38和46的一個(gè)的部分) 打開(kāi)，以允許水從存儲(chǔ)單元36通過(guò)入口180進(jìn)入室72，該入口180可以 具有被設(shè)計(jì)成可攪動(dòng)水和研磨咖啡的混合物的形狀。例如，入口180可 以導(dǎo)致混合物在室72內(nèi)渦旋。
參考圖21，當(dāng)水通過(guò)入口180進(jìn)入室72內(nèi)時(shí)，活塞組件74開(kāi)始向上 移動(dòng)。
參考圖22，當(dāng)活塞組件74的頂表面在入口180上方時(shí)活塞組件74停 止，且然后閥182關(guān)閉。在活塞組件74的頂表面位于入口180上方之前 維持閥182的打開(kāi)，這允許水從入口的流動(dòng)，以防止研磨咖啡或其他固 體阻塞入口或另外地遷移到開(kāi)口內(nèi)。然后允許沖制咖啡156。
在分配沖制咖啡156時(shí)，機(jī)器30可以限制活塞組件74的向下移動(dòng)，使得在活塞組件頂上的過(guò)濾的咖啡研磨物(在圖20至圖22中未示出)維持在上方，且因此不阻塞入口180或遷移到入口180內(nèi)。
再次參考圖20至圖22，入口180也可以便于清潔劑和水在飲料沖制機(jī)器30 (圖3)的清潔循環(huán)期間的攪動(dòng)。在清潔循環(huán)期間，活塞組件74的頂表面可以維持在入口180下方預(yù)先確定的時(shí)間，使得清潔溶液接觸且清潔入口。
圖23是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飲料沖制機(jī)器30的透視圖。
參考圖3和圖4以及圖23，除杯保持器和排放單元40、固體廢物處理單元52、控制面板和顯示器64、表面82和沖制室開(kāi)口84之外，機(jī)器30還包括不銹鋼和塑料殼體190、水填充噴嘴192、飲料分配嘴口194、盤(pán)196和電源開(kāi)關(guān)198。
處理單元52具有開(kāi)口199，開(kāi)口199與表面82接近，使得當(dāng)活塞組件74的頂部與表面82共面時(shí)，操作者(在圖3和圖4以及圖23中未示出)可以使用橡膠滾軸或其他器械(在圖3和圖4以及圖23中未示出)從活塞組件將咖啡研磨物或其他過(guò)濾物擦拭越過(guò)表面82并將其擦到處理單元內(nèi)。
噴嘴192是飲料沖制單元46的部分，且將水從水存儲(chǔ)和加熱單元36通過(guò)開(kāi)口84引導(dǎo)到?jīng)_制室72內(nèi)，噴嘴192提供了足以允許從過(guò)濾器98(圖4)將咖啡研磨物擦拭到單元52內(nèi)且允許移開(kāi)活塞組件74 (圖4)的間隙(例如25英寸)。噴嘴192可以被設(shè)計(jì)成促進(jìn)咖啡研磨物的濕潤(rùn)以及水和咖啡混合物的攪動(dòng)(均未在圖23中示出)。例如，噴嘴192可以包括多個(gè)以成角度的徑向模式布置的成角度的噴嘴(類(lèi)似淋浴噴頭)，或可以具有單一的直徑較大的噴口。噴嘴192的可以變化以提供 希望的噴射模式的參數(shù)包括噴口數(shù)；流速；噴口直徑；噴嘴出口角 度；和噴嘴入口壓力。在設(shè)計(jì)噴嘴192時(shí)可以考慮的因素包括用于填充 沖制室72 (圖4)的希望的填充時(shí)間以及當(dāng)水從噴嘴行進(jìn)到?jīng)_制室時(shí)的
水的熱損失。
分配嘴口194是飲料分配單元42的部分，且為清潔而可移除的盤(pán) 196是杯保持器和排放單元40的部分。嘴口194可以是用于不同的飲料 或杯尺寸的多個(gè)不同尺寸的可互換嘴口的一個(gè)。
仍參考圖23，構(gòu)思了機(jī)器30的替代的實(shí)施例。例如，部件(例如， 處理單元52，控制器和顯示器64，噴嘴192，分配器194和盤(pán)196)的放 置和設(shè)計(jì)可以改變，且機(jī)器30可以由不同于不銹鋼和塑料的合適的材 料制成。此外，雖然示出為將處理單元52放置在室開(kāi)口84和機(jī)器30的 前部之間使得操作者可以通過(guò)向機(jī)器前方拉動(dòng)橡膠滾軸而從活塞組件 74擦拭咖啡研磨物，但處理單元52可以布置在鄰近室開(kāi)口的另一個(gè)位 置處。另外，機(jī)器30可以包括自動(dòng)擦拭組件以從活塞組件74將咖啡研 磨物擦拭到處理單元52內(nèi)。此外，作為包括僅一個(gè)嘴口194的替代，機(jī) 器30可以包括多個(gè)嘴口，且沖制室72 (圖4)可以具有多個(gè)杯的容量， 使得機(jī)器30可以同時(shí)沖制多杯咖啡?；?，機(jī)器30可以包括多個(gè)沖制室 72，使得機(jī)器可以同時(shí)沖制多種飲料配方。此外，通信端口66 (圖3) 可以連接到一個(gè)或多個(gè)收銀機(jī)以允許直接輸入飲料配方和訂單的批處 理/隊(duì)列；這也可以通過(guò)控制面板64完成。此外，在訂購(gòu)相同配方的多 杯時(shí)，機(jī)器30可以同時(shí)沖制總的量且然后通過(guò)一個(gè)或多個(gè)嘴口194分開(kāi) 地分配每杯。例如，在機(jī)器30通過(guò)單一嘴口194分配每杯時(shí)，機(jī)器可以 填充第一杯，提示操作者以第二個(gè)空杯替換充滿(mǎn)的第一杯，且當(dāng)?shù)诙?杯到位時(shí)通過(guò)控制面板64指示，填充第二杯，且對(duì)于隨后的杯重復(fù)此 過(guò)程。
圖24是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有光學(xué)咖啡測(cè)量單元202的咖啡研磨器200的視圖。
除所述測(cè)量單元202外，咖啡研磨器200包括馬達(dá)204，研磨頭206，用于接收咖啡豆209的全部咖啡入口 (whole-coffee inlet) 208，和透明的研磨咖啡出口210，研磨頭通過(guò)咖啡出口210排放研磨的咖啡211。
測(cè)量單元202可以包括像素陣列，即例如發(fā)光二極管(LED)或半導(dǎo)體激光器的照射源，處理器(這些部件都未在圖24中示出)和其他部件。這些部件可以是現(xiàn)貨供應(yīng)的零件，它們也使用在光學(xué)計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)內(nèi)。
在操作中，將咖啡豆209裝載到入口208內(nèi)，且研磨頭206研磨咖啡豆并通過(guò)出口210提供研磨咖啡211。
當(dāng)研磨咖啡211通過(guò)透明的出口210時(shí)，測(cè)量單元202以周期性間隔獲得了研磨咖啡的圖片。通過(guò)使用一種或多種圖像分析技術(shù)分析這些圖片，單元202可以確定經(jīng)過(guò)出口210的研磨咖啡211的量。特別地，單元202查詢(xún)連續(xù)的圖像之間的運(yùn)動(dòng)矢量，且從這些矢量確定咖啡211的二維流速。單元202然后通過(guò)將二維流速與出口的截面積相乘來(lái)確定體積流量。替代地，單元202可以?xún)H確定一維流速(在離開(kāi)咖啡研磨器200的方向上)，且通過(guò)將一微流速與出口的截面積相乘來(lái)確定體積流量。
仍參考圖24，構(gòu)思了測(cè)量單元202的替代的實(shí)施例。例如，雖然描述為測(cè)量研磨咖啡211，但單元202可以用于測(cè)量其他物質(zhì)。此外，雖然描述為合并在獨(dú)立存在的咖啡研磨器中，但單元202可以合并到機(jī)器30內(nèi)或自動(dòng)咖啡沖制器內(nèi)，例如在2006年4月11日提交的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)No. PCT/US2006/013930中描述，在此通過(guò)參考將其合并。
從前述描述將認(rèn)識(shí)到，雖然已在此為圖示目的披露了特定的實(shí)施例，但可以進(jìn)行多種修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。此外，在為特定的實(shí)施例披露了替代時(shí)，此替代也可以應(yīng)用于其他實(shí)施例，即使 這些其他實(shí)施例未特別地陳述。
權(quán)利要求
1.一種用于沖制飲料的機(jī)器，所述機(jī)器包括可操作用于接收液體和香基且允許沖制所述飲料的室；和活塞組件，所述活塞組件設(shè)置在所述室內(nèi)，并且可操作用于通過(guò)在第一方向上移動(dòng)而從沖制的飲料中過(guò)濾固體，和通過(guò)在第二方向上移動(dòng)而迫使過(guò)濾的飲料離開(kāi)所述室。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括可操作用于控制所述 活塞組件的移動(dòng)的控制器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，其中，所述室和所述活塞組件是 圓柱形的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，其中所述室具有端部和設(shè)置在所述端部中的飲料分配管道； 所述活塞組件在沿所述第一方向移動(dòng)的同時(shí)移動(dòng)離開(kāi)所述室的端 部；禾口所述活塞組件在沿所述第二方向移動(dòng)的同時(shí)朝向所述室的端部移動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，其中 所述室具有底部和設(shè)置在所述底部中的飲料分配管道； 所述活塞組件在沿所述第一方向移動(dòng)的同時(shí)移動(dòng)離開(kāi)所述室的底部；和所述活塞組件在沿所述第二方向移動(dòng)的同時(shí)朝向所述室的底部移動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，其中 所述香基包括咖啡研磨物；所述液體包括水；和 所述固體包括用過(guò)的咖啡研磨物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，其中所述活塞組件包括過(guò)濾器組 件，所述過(guò)濾器組件可操作用于-通過(guò)使沖制的飲料從所述室的位于所述活塞組件的第一側(cè)上的第 一部分通過(guò)而到達(dá)所述室的位于活塞組件的第二側(cè)上的第二部分，并 且通過(guò)防止在所述活塞組件沿所述第一方向移動(dòng)時(shí)所述固體從所述室 的第一部分通過(guò)而到達(dá)所述室的第二部分，而從沖制的飲料過(guò)濾所述 香基，和通過(guò)防止在所述活塞組件沿所述第二方向移動(dòng)時(shí)過(guò)濾的飲料從所 述室的第二部分通過(guò)而到達(dá)所述室的第一部分，而分配過(guò)濾的飲料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，其中所述活塞組件包括 過(guò)濾器組件；和閥，所述閥可操作用于當(dāng)所述活塞組件沿所述第一方向上移動(dòng)時(shí)允許沖制的飲料通過(guò)所 述過(guò)濾器組件；和當(dāng)所述活塞組件沿所述第二方向移動(dòng)時(shí)防止過(guò)濾的飲料通過(guò)所述 過(guò)濾器組件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器 可操作用于保持所述液體、加熱所述液體到預(yù)先確定的溫度且將被加 熱的液體提供到所述室。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括可操作用于保持所述液體且將所述液體加熱到第一預(yù)先確定的溫 度的存儲(chǔ)器；和溫度控制單元，該溫度控制單元可操作用于從所述存儲(chǔ)器接收被 加熱的液體，將所述液體的溫度從所述第一預(yù)先確定的溫度改變?yōu)榈诙A(yù)先確定的溫度，且將具有所述第二預(yù)先確定的溫度的所述液體提 供到所述室。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括可操作用于保持所述液體且將所述液體加熱到第一預(yù)先確定的溫 度的存儲(chǔ)器；和溫度控制單元，該溫度控制單元可操作用于從所述存儲(chǔ)器接收被 加熱的液體，將所述液體冷卻到第二預(yù)先確定的溫度，且將被冷卻的 液體提供到所述室。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 可操作用于保持飲料杯的保持器；和其中，所述活塞組件可操作用于將所述飲料分配到所述杯中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 可操作用于保持飲料杯的保持器；可操作用于指示所述飲料杯是否處于所述保持器中的傳感器；和 其中，如果所述傳感器指示所述杯處于所述保持器中，則所述活 塞組件可操作用于迫使所述飲料離開(kāi)所述室并進(jìn)入所述飲料杯中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 其中，所述室具有壁；和聯(lián)接到所述壁且可操作用于將所述壁維持在預(yù)先確定的溫度的加 熱組件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 其中，所述室具有開(kāi)口； 與所述開(kāi)口鄰接的大體上平坦的表面；和其中，所述活塞組件具有表面且可操作用于移動(dòng)到擦拭位置中， 在所述擦拭位置中所述活塞組件的表面大體上與所述鄰接的表面共面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 其中，所述室具有開(kāi)口； 與所述開(kāi)口鄰接的大體上平坦的表面； 其中，所述活塞組件具有表面；和其中，在迫使所述飲料離開(kāi)所述室后，所述活塞組件可操作用于 移動(dòng)到擦拭位置中，在所述擦拭位置中所述活塞組件的表面大體上與 所述鄰接的表面共面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 其中，所述室具有開(kāi)口； 與所述開(kāi)口鄰接的大體上平坦的表面；其中，所述活塞組件具有表面；和其中，在過(guò)濾所述飲料后但在迫使所述飲料離開(kāi)所述室前，所述 活塞組件可操作用于移動(dòng)到擦拭位置中，在所述擦拭位置中所述活塞 組件的表面大體上與所述鄰接的表面共面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 其中，所述室具有開(kāi)口；和噴嘴，所述噴嘴鄰近所述開(kāi)口設(shè)置在所述室的外側(cè)，且可操作用 于將所述液體提供到所述室。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，進(jìn)一步包括 其中，所述室具有壁；和在所述室的壁中的開(kāi)口，該開(kāi)口可操作用于將所述液體提供到所述室o
20. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)器，其中所述第二方向與所述第一方 向相反。
21. —種用于沖制飲料的機(jī)器，所述機(jī)器包括沖制室；和活塞組件，所述活塞組件可滑動(dòng)地設(shè)置在所述室內(nèi)，且包括:過(guò)濾器組件；和單向閥。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的機(jī)器，其中所述閥包括止回閥。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的機(jī)器，其中所述閥是柔性的。
24. —種方法，包括在室中由香基和液體產(chǎn)生飲料；通過(guò)在所述室內(nèi)沿第一方向移動(dòng)活塞，而從所述飲料過(guò)濾固體；和通過(guò)在所述室內(nèi)沿第二方向移動(dòng)所述活塞，而分配被過(guò)濾的飲料。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中產(chǎn)生所述飲料包括在所述室中由研磨咖啡和水沖制咖啡。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述固體包括殘余的香基。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中產(chǎn)生所述飲料包括:將所述香基引入到所述室中；將所述液體引入到所述室中；和攪拌含有所述香基的所述液體。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括在分配所述飲料后將固體殘余物從所述活塞擦拭到廢物處理單元中。
29. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括在過(guò)濾后但在分配所述飲料前將固體殘余物從所述活塞擦拭到廢物處理單元中。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括接收飲料產(chǎn)生參數(shù)；和根據(jù)所述參數(shù)產(chǎn)生所述飲料。
31. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括以電子方式接收飲料產(chǎn)生參數(shù)；和根據(jù)所述參數(shù)產(chǎn)生所述飲料。
全文摘要
用于沖制例如咖啡的飲料的機(jī)器的實(shí)施例包括室和布置在室內(nèi)的活塞組件。室可操作用于接收例如水的液體和例如研磨咖啡的香基，且允許從液體和香基的混合物沖制飲料。活塞組件可操作用于通過(guò)在第一方向上移動(dòng)從沖制的飲料中過(guò)濾例如用過(guò)的咖啡研磨物的固體，且通過(guò)在第二方向上的移動(dòng)促使過(guò)濾的飲料離開(kāi)室。通過(guò)將法式壓制沖制技術(shù)的一些或全部步驟修改或自動(dòng)化，這樣的機(jī)器可以以一定水平的精度來(lái)控制沖制參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)，這產(chǎn)生了在杯與杯之間具有均勻口味的沖制咖啡。此外，這樣的機(jī)器可以以使得機(jī)器適用于提供大量咖啡的設(shè)施的速度沖制咖啡。
文檔編號(hào)A47J31/20GK101641039SQ200680043290
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者蘭迪·休利特, 布賴(lài)恩·謝伊, 艾薩克·科勒, 贊德·諾斯勒, 邁克爾·包姆 申請(qǐng)人:星巴克公司