相關(guān)申請的交叉引用

本申請根據(jù)35u.s.c.§119(e)要求于2014年10月6日提交的標題為“coffeebrewingsystemandmethodofusingthesame”的美國臨時申請序列號62/060282、于2014年10月28日提交的標題為“coffeebrewingsystemandmethodofusingthesame”的美國臨時申請序列號62/069772以及于2015年3月20日提交的標題為“coffeebrewingsystemandmethodofusingthesame”的美國臨時申請序列號62/136258的權(quán)益，這些臨時申請的公開內(nèi)容通過引用以其整體明確地并入本文。

本公開總體上涉及諸如飲料沖泡系統(tǒng)之類的飲料和/或液體食物制備系統(tǒng)以及使用該系統(tǒng)的方法。更具體地，本公開涉及被設(shè)計成用單份式或多份式?jīng)_泡盒等沖泡飲料的飲料沖泡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

市場上有用于沖泡飲料的各種產(chǎn)品。例如，傳統(tǒng)咖啡沖泡器需要消費者在單一沖泡周期期間沖泡整壺多份式咖啡。近年來，單份式咖啡沖泡裝置已成為流行的備選品，因為它們允許消費者快速沖泡單份咖啡。這是對于在旅途中想要一杯咖啡的那些人是特別理想的。在這方面，消費者不再需要沖泡他們不打算喝的咖啡。本領(lǐng)域已知的單份式咖啡沖泡器包括用于保持在沖泡周期期間使用的環(huán)境溫度水的貯存器。一個或多個泵將環(huán)境溫度水從貯存器排出到加熱器箱，便于在輸送到?jīng)_泡室之前對其加熱。沖泡室中的熱水借助于被設(shè)計成刺穿盒頂部的入口針來被注入單份式?jīng)_泡盒的內(nèi)部或更新式的多份式?jīng)_泡盒。所注熱水與沖泡盒內(nèi)部的、被過濾器從盒底部偏置的咖啡渣滓混合。沖泡好的咖啡通過過濾器并且通常通過出口噴嘴或針離開咖啡盒的底部室，并且通過分配頭被分配到下面的咖啡杯或其他單份或多份式飲料容器中。

單份式?jīng)_泡系統(tǒng)可能使用了過度復雜的系統(tǒng)，其部署了被設(shè)計成確定加熱器箱中的多個不同填充液位的多個傳感器。此外，這些咖啡沖泡系統(tǒng)在沖泡周期開始時以恒定速率將熱水從加熱器箱輸送到咖啡盒中，并且在沖泡周期開始時沒有預熱或預潤濕其中的渣滓的益處。在這方面，已知的沖泡器可能不能在沖泡周期期間以味道為代價最大化風味提取。此外，許多單份式咖啡沖泡器在沖泡周期結(jié)束時使用空氣吹掃殘留的水，但是需要多個昂貴的泵：一個泵用于將水從貯存器泵送到加熱器箱，而另一個泵用于泵送吹掃空氣。多個泵降低了沖泡器效率，并且不必要地增加了沖泡器設(shè)計的成本、重量和復雜度。

另一方面是，已知的咖啡沖泡器內(nèi)部化加熱器箱和導管內(nèi)的壓力。該內(nèi)部壓力用于將水從加熱器箱泵出并進入沖泡室，在該沖泡室中沖泡好的咖啡被分配到下面的容器中。但是，常規(guī)沖泡器除了通過入口針頭之外，沒有辦法釋放內(nèi)部壓力。結(jié)果，正向壓力積聚引起液體從沖泡器分配噴嘴或頭部在沖泡周期應該完成之后滴落一段時間。因此，在沖泡周期結(jié)束之后沖泡器將不會立即停止滴落的預期下，這種沖泡器在分配頭下面包括滴落盤并不罕見。本領(lǐng)域已知的一些沖泡器試圖使用空氣吹掃剩余液體，但是其過程無效并且通常導致持續(xù)和不希望的滴落。

本領(lǐng)域中已知的許多常規(guī)單份式?jīng)_泡器具有沿著貯水器的內(nèi)表面的水冷凝的顯著問題。貯水器容器通常由透明或輕微磨砂的材料制成，因此冷凝容易可見。這種冷凝在美學上可能對消費者不具吸引力。此外，一些單份式咖啡沖泡器包括將沖泡器的內(nèi)部連通到大氣中的相對小的或分散的端口。只要沖泡器的內(nèi)部組件保持在高于環(huán)境溫度的溫度下，這對于在沖泡周期期間或之后排放由加熱器箱產(chǎn)生的加熱空氣可能是特別有利的或期望的。在一個具體示例中，單份式?jīng)_泡器包括在沖泡器內(nèi)部和大氣之間的通道或端口。但是，貯水器和/或貯水器蓋的側(cè)壁基本上堵塞了該通道或端口，從而顯著地抑制了從沖泡器外殼內(nèi)部進入貯水器的熱空氣流。

因此，本領(lǐng)域需要一種沖泡系統(tǒng)，其包括：多種改進以更好地將熱水輸送到單份式或多份式盒，例如利用泵轉(zhuǎn)速計測量或監(jiān)測水體積流量；基于浮子的傳感器系統(tǒng)，其用于確定加熱器箱何時充滿；提供用于初始地預熱和預先潤濕盒中的咖啡渣滓的熱水的初始閃速加熱(initialflash)；單個兩用泵，其被配置成用于各種流體(例如，液體、空氣或其組合)；空氣吹掃管路，其借助于電磁線圈等選擇性地打開以在從沖泡系統(tǒng)吹掃水或咖啡時將環(huán)境空氣源引入到泵的入口；釋放裝置，其在沖泡周期結(jié)束時選擇性地打開以減少沖泡器導管系統(tǒng)內(nèi)的壓力來減少和/或防止在沖泡周期結(jié)束時或接近沖泡周期結(jié)束時從分配頭滴落；端口，其將沖泡器通向具有流通端口的貯水器以便于相對地被加熱的氣流通過貯水器的移動并以一流速從其中流出，從而基本上減少或消除貯水器內(nèi)的冷凝；以及本文所述的其他改進。本公開滿足這些需要并提供了進一步的相關(guān)優(yōu)點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文公開的咖啡沖泡系統(tǒng)通常包括貯存器，其用于貯存用于沖泡飲料的水。該系統(tǒng)還包括具有入口和出口的泵，用于將水從貯存器泵送到被設(shè)計成加熱其中的水的加熱器箱。在一個實施例中，咖啡沖泡系統(tǒng)可以包括第一導管，其具有帶有正開啟壓力的串聯(lián)的單向止回閥，并且其將貯存器聯(lián)接到泵入口。該第一導管可以可選地包括串聯(lián)的流量計，用于測量從貯存器流到加熱器箱的水量。作為替代，泵轉(zhuǎn)速計可以替代地測量流過其中的水量，從而取代對流量計的需要。第二導管可以具有帶有正開啟壓力的可選的類似單向止回閥，其將串聯(lián)的泵出口與加熱器箱入口聯(lián)接。

沖泡系統(tǒng)還包括加熱器箱液位傳感器，其具有聯(lián)接到加熱器箱的出口的入口拾取器和聯(lián)接到第三導管的出口，用于確定加熱器箱何時充滿。該入口拾取器可以延伸到加熱器箱出口中或形成在加熱器箱的圓頂形鼻部的頂部處或頂部附近。填充加熱器箱的水進入加熱器箱液位傳感器，從而引起其中的浮子上升。當加熱器箱充滿或填充到預定液位時，浮子可能阻擋或阻擋感光器接收來自發(fā)射器(例如，發(fā)光二極管(“l(fā)ed”))的光束。具有帶有正開啟壓力的串聯(lián)的單向止回閥的第三導管將加熱器箱液位傳感器出口聯(lián)接到具有轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)式入口針的沖泡頭，所述轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)式入口針被設(shè)計成刺穿沖泡盒并將熱水注入包含在其中的咖啡渣滓。

該沖泡系統(tǒng)還包括其中具有第一電磁閥的第一空氣管路，以在空氣吹掃周期期間選擇性地將泵的入口側(cè)通向大氣。該系統(tǒng)還包括具有串聯(lián)的第二電磁線圈的第二空氣管路，以選擇性地將加熱器箱的出口側(cè)通向大氣，來減少在沖泡周期結(jié)束時從沖泡頭中滴落。該第二空氣管路還可以包括曲折路徑。

使用本文公開的沖泡系統(tǒng)的方法包括：首先將水從貯存器泵送到加熱器箱，用于填充加熱器箱并對其加熱。在加熱器箱液位傳感器指示加熱器箱充滿或處于預定液位之后，控制器關(guān)閉泵。加熱器將加熱器箱中的水加熱到預定沖泡溫度。該加熱步驟可以在填充期間或在加熱器箱充滿或填充到預定液位之后的某一點同時進行。在啟動沖泡周期時，泵首先將來自加熱器箱的少量熱水注入咖啡盒中以預熱和預潤濕其中的咖啡渣滓。然后，該系統(tǒng)降低泵的速度，以便在較低壓力和速率下將恒定量的熱水排出到盒中，以沖泡大部分所需量的咖啡。在接近沖泡周期的結(jié)束時，沖泡系統(tǒng)打開第一電磁閥以減小與大氣連通泵的入口側(cè)上的壓力。結(jié)果，空氣通過第二導管和加熱器箱并被泵送進入第三導管，在那里通過沖泡頭吹掃出剩余的水或沖泡好的飲料的一部分。最后，系統(tǒng)在泵關(guān)閉的同時或大約同時打開第二電磁閥，以減小加熱器箱的出口側(cè)上的壓力，該出口側(cè)包括在泵和加熱器箱之間的第二導管以及在加熱器箱和沖泡頭之間的第三導管。這樣，因為第三導管中的壓力下降到其開啟壓力以下，所以第三止回閥關(guān)閉。在這方面，因為第三止回閥關(guān)閉，所以打開第二電磁閥會減少或防止沖泡頭下落，從而防止水進一步通過其流動。

根據(jù)本公開的一方面的沖泡系統(tǒng)包括流體導管系統(tǒng)、空氣導管系統(tǒng)、閥和泵。閥聯(lián)接到流體導管系統(tǒng)和空氣導管系統(tǒng)。泵聯(lián)接到閥。閥選擇性地允許進入流體導管系統(tǒng)并且選擇性地允許進入空氣導管系統(tǒng)，使得泵選擇性地泵送流體并選擇性地泵送空氣。

根據(jù)本公開的另一方面的沖泡系統(tǒng)包括流體導管系統(tǒng)和聯(lián)接到流體導管系統(tǒng)的泵。通過監(jiān)測泵的電流消耗來測量流體導管系統(tǒng)中的流體量。

根據(jù)本公開的另一方面的用于沖泡飲料的方法包括：將流體至少部分地通過第一導管泵送到容納飲料介質(zhì)的盒，當期望量的流體已被泵送到盒時切換閥，以及泵送空氣通過第一導管以從第一導管吹掃流體的至少一部分。

上述發(fā)明內(nèi)容相當寬泛地概述了本公開的一些特征和技術(shù)優(yōu)點，以便可以更好地理解下面的詳細描述。下面將描述本公開的附加特征和優(yōu)點。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，本公開可以容易地用作修改或設(shè)計用于實現(xiàn)本公開的相同或類似目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應該認識到，這樣的等效配置不脫離所附權(quán)利要求中提出的本公開的教導。當結(jié)合附圖考慮時，從下面的描述中將更好地理解就其組織和操作方法而被認為是本公開的特性的這些新穎特征以及進一步的特征和優(yōu)點。然而，應當清楚地理解，每個附圖僅僅為了說明和描述的目的而提供，而不是旨在作為對本公開的限制定義。

當結(jié)合通過示例方式圖示本公開的原理的附圖時，本公開的其他特征和優(yōu)點將從以下更詳細的描述中變得顯而易見。

附圖說明

附圖圖示了本公開的一些實施例和/或方面。在這些圖中：

圖1是根據(jù)本公開的一方面的飲料系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；

圖2是根據(jù)本公開的一方面的與飲料系統(tǒng)一起使用的泵的透視圖；

圖3是根據(jù)本公開的一方面的替代實施例的示意圖；

圖4是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱的放大示意圖；

圖5是根據(jù)本公開的一方面的大體上沿著在圖3中的線5-5截取的、加熱器箱水位傳感器的一個實施例的橫截面視圖；

圖6是根據(jù)本公開的一方面的大體上沿著在圖1中的線6-6截取的、加熱器箱水位傳感器的替代實施例的橫截面視圖；

圖7是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱水位傳感器的另一個替代實施例的底部視圖；

圖8是圖7中所示的加熱器箱水位傳感器的實施例的底部透視圖；

圖9是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的示意圖；

圖10是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的實施例的透視圖；

圖11是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的實施例的替代透視圖；

圖12是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的一個實施例的透視圖；

圖13是根據(jù)本公開的一方面的下部鉗口的一個實施例的俯視透視圖；

圖14是根據(jù)本公開的一方面的上部鉗口的一個實施例的前透視圖；

圖15是根據(jù)本公開的一方面圖7-8的加熱器箱水位傳感器的前透視圖；

圖16是根據(jù)本公開的一方面的咖啡沖泡系統(tǒng)的另一替代實施例的示意圖；

圖17是根據(jù)本公開的一方面的咖啡沖泡系統(tǒng)的示意圖；

圖18是根據(jù)本公開的一方面的操作咖啡沖泡系統(tǒng)的微控制器的示意圖；

圖19是圖示根據(jù)本公開的一方面的使用咖啡沖泡系統(tǒng)的方法的流程圖；

圖20是圖示根據(jù)本公開的一方面的使用加熱器箱液位傳感器的方法的流程圖；

圖21是根據(jù)本公開的一方面的類似于圖5的加熱器箱水位傳感器的橫截面視圖；

圖22是根據(jù)本公開的一方面的類似于圖21的加熱器箱水位傳感器的橫截面視圖；

圖23是圖示用于將沖泡盒加載到?jīng)_泡室中的步驟的流程圖；

圖24是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于將熱水輸送到?jīng)_泡盒的步驟的流程圖；

圖25是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于從沖泡頭中吹掃水和咖啡的步驟的流程圖；

圖26是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于將沖泡頭導管通向大氣壓力的步驟的流程圖；

圖27是根據(jù)本公開的一方面的用于貯存器水位傳感器中的浮子的俯視圖；

圖28是根據(jù)本公開的一方面的貯存器水位傳感器的示意圖；

圖29是根據(jù)本公開的一方面的貯存器水位傳感器的示意圖；

圖30是根據(jù)本公開的一方面的貯存器水位傳感器的示意圖；

圖31是根據(jù)本公開的一方面的泵的一個實施例的示意圖；

圖32是根據(jù)本公開的一方面的泵的另一個實施例的示意圖；

圖33是根據(jù)本公開的一方面的泵的實施例的示意圖；

圖34是根據(jù)本公開的一方面的泵的另一個實施例的示意圖；

圖35是圖示根據(jù)本公開的一方面的去抖動邏輯電路的操作的示意圖；

圖36是根據(jù)本公開的一方面的具有沉孔的沖泡頭的示意圖；

圖37是根據(jù)本公開的一方面的具有“爆裂”蓋的沖泡盒的俯視圖；

圖38是根據(jù)本公開的一方面的上部鉗口的底部透視圖；

圖39是根據(jù)本公開的一方面的大體上沿著圖38中的線39-39截取的上部鉗口的橫截面視圖；

圖40是根據(jù)本公開的一方面的沖泡器控制面板的示意圖；

圖41是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于操作雙向三極晶閘管的通用邏輯電路的示意圖；

圖42是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于防止咖啡沖泡器組件過熱的通用邏輯電路的示意圖；

圖43是根據(jù)本公開的一方面的用于冷卻雙向三極晶閘管并預熱水的冷卻系統(tǒng)的示意圖；

圖44和圖45都是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱水位傳感器的示意圖；

圖46是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的示意圖；

圖47和48都是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的示意圖；

圖49是根據(jù)本公開的一方面的咖啡沖泡系統(tǒng)的實施例的示意圖；

圖50是根據(jù)本公開的一方面的參考表的微控制器的示意圖；

圖51是根據(jù)本公開的一方面的貯水器的透視圖；

圖52是根據(jù)本公開的一方面的用于將熱空氣從沖泡器內(nèi)排放出去的通道的前透視圖；

圖53是根據(jù)本公開的一方面的貯存器蓋的透視圖；

圖54是根據(jù)本公開的一方面的沖泡系統(tǒng)的實施例的示意圖；

圖55是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的實施例的示意圖；

圖56是根據(jù)本公開的一方面的大體上沿著圖54中的線56-56截取的碳酸飲料盒的一個實施例的橫截面視圖；

圖57是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于產(chǎn)生碳酸飲料的方法的流程圖；

圖58是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于將熱水注入到碳酸飲料盒的內(nèi)部腔室中的方法的流程圖；

圖59是根據(jù)本公開的一方面的碳酸飲料盒的橫截面視圖；

圖60是圖示根據(jù)本公開的一方面的用于密封碳酸飲料盒的方法的流程圖；

圖61是根據(jù)本公開的一方面的類似于圖56和圖59的碳酸飲料盒的橫截面視圖；

圖62是根據(jù)本公開的一方面的咖啡沖泡器的一個實施例的透視圖；

圖63是根據(jù)本公開的一方面的大體上沿著圖39中的矩形63截取的放大視圖；

圖64是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱水位傳感器的示意圖；

圖65是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱水位傳感器的示意圖；

圖66是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱水位的示意圖；

圖67是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱水位傳感器的實施例的示意圖；

圖68是根據(jù)本公開的一方面的加熱器箱水位傳感器的示意圖；和

圖69是根據(jù)本公開的一方面的沖泡頭的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖闡述的詳細描述旨在作為各種配置的描述，而不旨在表示可以實踐本文所描述的概念的僅有配置。詳細描述包括用于提供對各種概念的透徹理解的目的的具體細節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐這些概念。在一些情況下，以框圖形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和組件，以便避免模糊這些概念。如本文所述，術(shù)語“和/或”的使用旨在表示“包含性or(或)”，而術(shù)語“或”的使用旨在表示“非包含性or”。

概述

圖1是根據(jù)本公開的飲料系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。

如在用于說明的目的的附圖中所示，用于飲料系統(tǒng)(例如飲料沖泡系統(tǒng))的本公開總體上由圖1中的附圖標記10指代，而根據(jù)本公開的飲料沖泡器系統(tǒng)的替代或附加實施例可以通過撇重復來指代，例如本文中的附圖標記10'和10”。雖然飲料沖泡系統(tǒng)可以被指代為附圖標記10，但是應當理解，對系統(tǒng)10'、10”等中的部件的參考將具有與關(guān)于系統(tǒng)10所描述的那些部件相同和/或相似的結(jié)構(gòu)和/或功能。

為了說明目的而在附圖中示出了本公開的一方面，例如飲料沖泡系統(tǒng)10通?？梢园ū?2，該泵12可以被配置成將未熱水從環(huán)境溫度貯水器14泵送到加熱器箱16，而加熱器箱16可以將水加熱到最終輸送到?jīng)_泡頭18(雖然許多不同類型的頭都是可能的，但本文稱為“沖泡頭”，并且該術(shù)語不應被解釋為限制性的)的期望溫度(雖然其他溫度類型-例如“混合溫度”、“湯溫度”等都是可能的，但本文稱為“沖泡溫度”，并且該術(shù)語不應當被解釋為限制性的)。沖泡頭18可以包括可以容納包含單份或多份量飲料介質(zhì)78的盒32(例如，“沖泡盒”)的容器30(例如，“沖泡室”)，該飲料介質(zhì)78例如是咖啡渣滓、茶、熱巧克力、檸檬水等，用于產(chǎn)生從沖泡頭18分配的飲料。作為沖泡周期的一部分，可以將飲料分配到下面的容器中，這種容器例如是杯子268或其他類似容器(例如，玻璃瓶)，其可以放置在壓板14上。

更具體地，根據(jù)本文公開的實施例和過程，貯存器14貯存用于沖泡一杯或多杯飲料(例如，咖啡)的環(huán)境溫度水。利用非環(huán)境溫度下的水的實施例也是可能的，例如，但不限于比環(huán)境溫度更高的預熱水。貯存器14可以是頂部可進入的以便于傾倒和接收水，并且可以包括可樞轉(zhuǎn)或完全可去除的蓋子或其他封閉機構(gòu)，其為貯存器14中的水提供防水密封。水可在沖泡過程期間經(jīng)由其底部的出口131離開貯存器14。雖然如此，但水也可以從除了底部之外的位置(諸如側(cè)面或頂部)諸如經(jīng)由向下延伸到貯存器14中的貯存器拾取器34離開貯存器14，或者按需要或可行性而從其他位置離開貯存器14。在一個實施例中，貯存器14包括用于測量其中存在的水量的水位傳感器38。可選貯存器封閉開關(guān)36(諸如霍爾效應傳感器等)可以檢測貯存器14是否被蓋子密封，并且可以對應于沖泡器電路以防止在蓋子打開的情況下啟動沖泡周期。貯存器14的尺寸可以被設(shè)計成保持足夠量的水以沖泡至少一杯沖泡飲料，例如6盎司(“oz”)杯咖啡。貯存器14可以具有任何尺寸或形狀，并且可以具有適當?shù)某叽缫匀菁{足夠的水來沖泡超過6盎司，諸如8、10、12、14盎司或者更多。當然，貯水器14可以由其他水源(例如水龍頭)替代。

系統(tǒng)10可以采用水位傳感器38來確定貯存器14中的水位。水位傳感器38可以確定貯存器14中的水位何時下降到閾值最小量以下以完成沖泡周期。例如，在沖泡系統(tǒng)10被設(shè)置為沖泡10盎司咖啡的情況下，如果水位傳感器38確定在貯存器14中僅存在8盎司水，則傳感器38可以防止沖泡器啟動沖泡周期。在這方面，系統(tǒng)10將不啟動沖泡周期，因為傳感器38指示水位低于該閾值(即，沖泡器不能沖泡所需要的量)。為了開始沖泡周期，需要將水添加到貯存器14中以超過最小閾值，或者可以減少要沖泡的量。作為替代和/或附加，傳感器38可以是低水位傳感器。這樣的傳感器38可以用于在其中沖泡器僅僅能夠沖泡單杯量咖啡的實施例中。這里，如果貯存器14中的水下降到最小預定量的水(例如6盎司)以下，則沖泡周期不會啟動。傳感器38可以是任何類型的，例如浮子傳感器。

在另一個實施例中，沖泡系統(tǒng)10可以不包括水位傳感器38。在這樣的實施例中，只要貯存器14包含水，沖泡系統(tǒng)10就可以自動啟動并運行沖泡周期。當貯存器14排空時，沖泡系統(tǒng)10啟動沖泡周期的結(jié)束。在這樣的實施例中，沖泡系統(tǒng)10可以基于來自泵12的讀數(shù)來監(jiān)測貯存器14是否具有水。與當泵送空氣時(即，當貯存器14為空時)的低負載相比，泵12可以當泵送水時(即，當貯存器14含有水時)的高負載下操作。沖泡系統(tǒng)10可能能夠通過監(jiān)測泵12消耗的電流的變化或者通過取得由泵12消耗的電流的周期性讀數(shù)來測量從高負載或全負載到低負載或幾乎無負載狀態(tài)的變化。例如，在泵送較高密度的水的較高負載下泵12將消耗較高的電流，而當泵送較低密度的空氣時12將消耗較低的電流。沖泡系統(tǒng)10可以比較電流讀數(shù)中的差異以確定貯存器14是否為空。電流的可測量下降(在標準偏差內(nèi))表示貯存器14是空的，因為泵12不再泵送水而是泵送空氣。

作為替代和/或附加，沖泡系統(tǒng)10可能能夠?qū)㈦娏髯x數(shù)與查找表進行比較，以確定沖泡系統(tǒng)10是否正在泵送水或空氣。查找表可以有助于初始地確定貯存器14是否具有任何要泵送的水。如果初始電流讀數(shù)處于通常與泵送空氣相關(guān)聯(lián)的范圍內(nèi)，則沖泡系統(tǒng)10可以不啟動沖泡周期。相反，指示貯存器14是空的或需要填充。然后，在沖泡周期啟動之前，可以用一定量的水填充貯存器14。因此，沖泡系統(tǒng)10可以具有基于添加到貯存器14的量來選擇性地沖泡特定量的飲料的能力。這可以允許用戶在啟動沖泡周期之前手動地確定要沖泡的飲料的多少，并且可以減少或消除對正在沖泡的液體量的任何跟蹤和/或監(jiān)測。

本公開的其他特征可以采用其他技術(shù)來確定貯存器14中的水位。例如，系統(tǒng)10可以監(jiān)測或測量泵12的轉(zhuǎn)速(例如，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“rpm”))。如本文所討論的，與當泵送空氣時的較低負載相比，泵12在泵送水時的較高負載下操作。這樣，與在相對較低的負載下(即，當泵送空氣時)以較高旋轉(zhuǎn)速度操作相反，泵12可以在相對較高的負載下(即，當泵送水時)以較低的旋轉(zhuǎn)速度操作。系統(tǒng)10可以比較讀數(shù)以確定貯存器14是空的。轉(zhuǎn)速的可測量的增加(在標準偏差內(nèi))可以指示貯存器14是空的。這種旋轉(zhuǎn)速度的讀數(shù)還可以與查找表進行比較。如果初始旋轉(zhuǎn)速度讀數(shù)處于通常與泵送空氣相關(guān)聯(lián)的范圍內(nèi)，則系統(tǒng)10可以不啟動沖泡周期和/或指示貯存器14是空的或在啟動沖泡周期之前應當填充一定量的水。

在本公開的另一個實施例中，系統(tǒng)10可以包括其他傳感器，以識別通過其中的導管(例如通過第一沖泡管路或?qū)Ч?0)的水流(或缺水)或者在貯存器14有(或者沒有)水的條件下的水流(或缺水)。例如，光學傳感器可能能夠基于湍流或其他光敏流體特性來識別或測量通過導管40的水流。系統(tǒng)10可以包括在電樞或軸上的磁體(例如，基本上作為霍爾效應傳感器)，其隨水吞吐量而轉(zhuǎn)動。類似的設(shè)計可以通過使用磁體和彈簧來實現(xiàn)。在每種情況下，通過導管40所測量到的低流量或無流量條件將指示貯存器14處于低水位或為空。

有利地，在本公開的一些實施例中，泵12可以用于加壓和/或泵送水(例如，從貯存器14至沖泡盒32)和/或用于加壓和/或泵送空氣(例如，諸如在沖泡周期結(jié)束前后、沖泡周期結(jié)束時或沖泡周期結(jié)束之后用于有效地從系統(tǒng)10吹掃剩余的水或沖泡好的飲料)這樣的雙重目的。在這方面，泵12可以首先將水從貯存器14通過第一導管40泵送到加熱器箱16，在加熱器箱16中可以將水在輸送到?jīng)_泡盒32之前預熱和/或加熱到預定沖泡溫度來沖泡飲料介質(zhì)78。在沖泡周期結(jié)束時、前后或之后，泵12泵送已加壓空氣通過系統(tǒng)10，以吹掃其中的任何剩余水和/或沖泡好的飲料，以減少和/或消除沖泡周期結(jié)束時的滴落。這樣，泵12能夠在潮濕和干燥的條件下操作，即，泵12可以在泵送水和空氣之間切換而不會有不適當?shù)哪p。因此，泵12可以消除對雙泵系統(tǒng)的需要，從而降低沖泡系統(tǒng)10的總體復雜性，并且比需要用于水的一個泵和用于用空氣吹掃剩余流體的第二泵的常規(guī)系統(tǒng)更有優(yōu)勢。

系統(tǒng)10中存在可能影響系統(tǒng)10的整體性能的許多變量。一個變量是貯存器14中的水位。另一變量可以是在加熱器箱16中的加熱器82操作。再一變量可以是來自盒32的背壓，其可以部分地關(guān)閉止回閥122。其他變量也可能存在。這些變量中的每一個都可以通過處理器512至少部分地解釋，以在系統(tǒng)10中產(chǎn)生更一致的性能。

在貯存器14內(nèi)，出口131處逆著止回閥46的流動方向的壓力(或者如果系統(tǒng)10聯(lián)接到水主管，則為水主管的壓力)可能發(fā)生變化。雖然泵12可以如本文所述那樣每轉(zhuǎn)輸送恒定量的液體，但是泵12的電流消耗的監(jiān)測可能不足以確定泵12兩端的壓力差。

輸送到泵12的電壓可以被鉗位，使得輸送來操作泵12的電流確定泵12的每次旋轉(zhuǎn)的速度和定時。泵12的定子上的繞組的數(shù)量可以在泵與泵之間變化，并且這樣，可以進行每個泵的校準以確定在安裝到系統(tǒng)10中之前由每個泵消耗的電流。

電流尖峰在泵12的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間的特定時間(即當定子的繞組內(nèi)的電場被轉(zhuǎn)子的磁體或其他金屬部分干擾時)發(fā)生。這些電流尖峰可以對應于泵12中的活塞的運動，或者可以被校準以確定電流尖峰與泵12中的一個或多個活塞的完全位移(displacement)之間的任何延遲。

在電流尖峰之間，可能不需要鉗位輸送到泵12的電壓，因為電流尖峰之間的時間沒有消耗足夠的功率來過載或以其他方式損壞泵12。這樣，可以去鉗位和測量泵12兩端的電壓。該電壓圖示了導管40中的靜止壓力，其與由貯存器14中的水位產(chǎn)生的靜水壓力相關(guān)。

換句話說，當泵12處于等于或接近泵12的出口144處的、類似于心臟中的收縮壓的最大泵位移的點處(在一個實施例中處于最小泵位移處)時，由貯存器14中的水位或以任何其他方式產(chǎn)生的泵12的入口42處的最小壓力或舒張壓力可以通過測量泵12的電壓、電流或其他特性來確定。處理器512或其他類似部件可以考慮采用測量結(jié)果來改變輸送到加熱器箱16并且最終輸送到盒32的流體量，以在系統(tǒng)10內(nèi)產(chǎn)生更一致的流體流。

在本公開的一方面，止回閥88可以控制進入加熱器箱16的最小壓力，并且止回閥122控制離開加熱器箱16并被傳送到噴嘴44和盒32的最小壓力。然而，實際壓力可能大于止回閥122將接受的最小開啟壓力。因為除了最小值之外該壓力不受控制，所以可能會將附加的壓力和/或液體輸送到盒32，從而引起系統(tǒng)10的不一致結(jié)果。

例如，但不限于，當沖泡周期開始時，止回閥122已經(jīng)獲得最小開啟壓力并且流體通過噴嘴44流入盒32中。如果在沖泡周期期間加熱元件82被賦能，則加熱器箱中的壓力將上升，從而產(chǎn)生通過止回閥122的附加壓力。由于該附加壓力可以不受止回閥122控制或不通過通風口128排放，所以附加壓力可以通過噴嘴44輸送到盒32。對于下一個沖泡周期，加熱元件82可以不被賦能(或者可以被賦能較少)，因此由于來自加熱元件82的附加熱量的緣故而由水膨脹引起的附加壓力和/或流體將不會(或僅會在較小程度上)被傳送到下一個盒32。由于飲料介質(zhì)24接受了不同的壓力，因此從飲料介質(zhì)24收集的味道、溫度或其他特性可能不同。

為了減小壓力差，本公開可以采用處理器512或其他部件來監(jiān)測輸送到加熱元件82的電流，并且相應地調(diào)節(jié)將流體輸送到噴嘴44的時間。本公開還可以采用處理器512來監(jiān)測以其他方式輸送到止回閥122的壓力差(例如溫度測量、在止回閥122的輸入口處的壓力測量等)，以改變流體被輸送的時間或系統(tǒng)10的其他方面來獲得更一致的結(jié)果。

一旦被噴嘴44刺穿，每個盒32提供對通過盒32到杯子268的流體流動的阻力。該阻力尤其基于盒32內(nèi)的飲料介質(zhì)而變化。例如，但不限于，盒24內(nèi)的肉汁可以提供比研磨咖啡更小的對流體流動的阻力，因為肉汁溶解在來自噴嘴44的加熱流體中，而咖啡渣滓不溶解。

跨越飲料介質(zhì)78的壓降可以導致逆著止回閥122的出口的背壓。如果該背壓足夠高(例如，等于或大于止回閥122的入口和出口之間的壓力差)，則止回閥122可能關(guān)閉，或盒32(或位于盒32內(nèi)部的濾紙)可以被由通過噴嘴44的加熱流體進入壓力產(chǎn)生的壓力“爆裂”。

因為盒32僅能承受一定量的壓力并且為了最小化盒22出故障的機會，處理器512可以監(jiān)測止回閥122的位置(例如通過傳感器)和/或可以存在止回閥122和通風口132的聯(lián)接。

在許多沖泡過程中，存在影響從沖泡材料中提取風味的若干變量。例如，但不作為限制，沖泡器可以將水加熱一段時間(稱為加熱時間)并且使水通過沖泡材料(例如咖啡)一定量的時間(稱為沖泡時間)。然而，如果由沖泡器控制的唯一變量是關(guān)于加熱時間和沖泡時間的時間，則沖泡器可能尤其不考慮水的環(huán)境溫度或先前溫度、水中存在的硬度或其他礦物質(zhì)、機器中的水量和/或用以輸送水的壓力等。此外，在沖泡周期期間，簡單的定時器可能不考慮飲料介質(zhì)的量、研磨度和/或密度和/或當水穿過沖泡材料時水的實際溫度。

這樣，根據(jù)本公開的裝置或系統(tǒng)可以考慮用于以不同的方式?jīng)_泡不同材料的若干變量。此外，根據(jù)本公開的裝置或系統(tǒng)可以考慮可以在沖泡周期期間和/或之間改變的一個或多個變量。

沖泡周期可以包括例如幾個不同的時間段。在消費者或用戶的沖泡請求之前，可以確定、近似、測量、內(nèi)插、推斷或以其他方式考慮水、沖泡材料和/或沖泡器的條件。例如，而不是作為限制，可以測量貯存器、加熱器箱或其他區(qū)域中的水溫，以確定加熱元件應該被賦能多長時間以將水加熱到期望的溫度等。本文可以將水輸送到?jīng)_泡材料之前的水、沖泡材料、系統(tǒng)參數(shù)和其他條件的這種初始條件稱為沖泡周期的“預沖泡時段”。

沖泡周期內(nèi)的另一個時段可以稱為沖泡周期的“沖泡時段”。沖泡時段是在沖泡周期期間水被輸送到?jīng)_泡材料的時間。與預沖泡時段一樣，可以監(jiān)測、測量或以其他方式推斷或確定水輸送到?jīng)_泡材料期間的水、沖泡材料、系統(tǒng)參數(shù)和其他條件的條件以更精確地控制用于在沖泡期間沖泡的條件。例如，但不作為限制，水溫可以在被加熱之后測量和/或控制，以向沖泡材料等提供一致的水溫。

在沖泡周期期間的另一個時段可以稱為“吹掃時段”?！按祾邥r段可以用于從沖泡裝置中去除水或其他材料。例如，但不限于，沖泡器可以改變沖泡裝置內(nèi)的水流，以停止將熱水輸送到?jīng)_泡材料，并且泵送空氣通過沖泡器內(nèi)部的管道、泵和其他管路以在已經(jīng)沖泡了所需飲料之后減少或消除從機器滴落。

根據(jù)本公開的沖泡裝置可以確定、測量、推斷或以其他方式確定一個或多個沖泡變量的一個或多個條件，例如水溫、壓力、背壓、沖泡材料的量或類型、時間、水輸送時間、水輸送量、溫度下的水輸送量、吹掃時間、預先存在的條件和/或可以控制在沖泡器中使用的一種或多種沖泡材料的沖泡性能的其他特性。

圖2是與根據(jù)本公開的飲料系統(tǒng)一起使用的泵的透視圖。

更具體地，圖2圖示了與沖泡系統(tǒng)10一起使用的泵12的一個實施例。泵12包括用于接收一定量的流體的入口42和用于從其中排放加壓流體的出口144。泵12可以是正位移泵，例如三室隔膜泵或其他隔膜泵。作為替代，泵12可以是非正位移泵，例如離心泵。泵12可以在泵送空氣和/或泵送水之間交替，并且擁有在范圍上具有與常規(guī)飲料沖泡器的正常操作壽命相當?shù)牟僮鲏勖?/p>

第一導管40將貯存器14流體地聯(lián)接到泵12。在一個實施例中，第一導管40可以將水從貯存器14通過第一止回閥46和可選流量計48運送到泵入口42。第一止回閥46可以是單向止回閥，其在處于第一位置時僅允許從貯存器14向泵12的向前流動，否則在處于第二位置時防止流體沿反向朝向貯存器14的相反方向(即向后)的流動。此外，第一止回閥46具有正開啟壓力(即，打開閥所需要的正向前閾值壓力)。這樣，第一止回閥46通常被偏置在關(guān)閉位置，除非該正前向流(例如，由泵12引起的)超過開啟壓力。例如，第一止回閥46可具有2磅/平方英寸(“psi”)的開啟壓力。因此，通過第一導管40吸出流體的壓力必須超過2psi以打開第一止回閥46，以使流體從其中流過。在這方面，來自貯存器14的水將不流過第一止回閥46，除非泵12將第一導管40加壓到至少2psi。開啟壓力可以視所使用的具體泵和/或其他組件而變化。

飲料沖泡系統(tǒng)10可以包括布置在第一止回閥46和泵12之間的流量計48，用于測量從蓄水器14泵送到加熱器箱16的水量。在一方面，流量計48可以測量用于初始地填充加熱器箱16的水量。作為附加或替代，一旦加熱器箱16充滿，流量計48就可以在沖泡周期期間實時地測量輸送到?jīng)_泡盒32的水量。該信息可以允許系統(tǒng)10設(shè)置和跟蹤在沖泡周期期間要沖泡的飲料的量。因此，用戶能夠針對任何一個沖泡周期選擇要沖泡的期望量的飲料(例如，6、8、10、12盎司或更多)。實質(zhì)上，流量計48確保泵12將正確量的水(即，期望的飲料量)從貯存器14排出到?jīng)_泡盒32。流量計48可以是霍爾效應傳感器，但是在不脫離本公開的范圍的情況下可以是任何類型的流量計。作為替代，流量計48可以位于泵12的出口側(cè)上。

在替代實施例中，飲料沖泡系統(tǒng)10可以使用泵12來確定從貯存器14傳送到加熱器箱16和/或沖泡盒32的水量，從而消除流量計48。系統(tǒng)10可以借助于對處理器50或系統(tǒng)10中的其他裝置的電信號反饋來監(jiān)測泵12的旋轉(zhuǎn)速度，以確定正在用以運行泵12的速度(例如，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或“rpm”)。這類似于使用轉(zhuǎn)速表。在這方面，系統(tǒng)10可以基于例如泵12所消耗的電流量來確定泵12的旋轉(zhuǎn)速度。正位移泵的每次旋轉(zhuǎn)引起預定量的流體從中通過。因此，如果泵12是三室隔膜泵，則可以采用處理器512的系統(tǒng)10可以知道泵12的每次旋轉(zhuǎn)排出填充每個隔膜的流體量的三倍量。換句話說，1/3次旋轉(zhuǎn)將排出等于一個膜片的腔體體積的流體量。以這種方式，通過監(jiān)測泵12的旋轉(zhuǎn)速度，飲料沖泡系統(tǒng)10可以基于泵運行時間確定通過泵12排出的水的總量(例如，流體量＝泵速率*流體量/旋轉(zhuǎn)數(shù)*時間)。例如，如果泵12以500rpm運行1分鐘并且每次旋轉(zhuǎn)排出0.02盎司流體，則飲料沖泡系統(tǒng)10可以從中確定出泵12泵送總共10盎司流體(例如，在沖泡期間的水)。在另一個類似的實施例中，可以監(jiān)測電流尖峰。每個泵電流尖峰可以與排出的水量(例如，一個隔膜中的液體量)相關(guān)，由此而可以計算總體積排量(因而可以計算流速)。泵速度、運行時間和排量可以視所選擇的泵的類型和尺寸以及飲料沖泡系統(tǒng)10的類型而變化。以上僅僅是可以與本文公開的系統(tǒng)10一起使用的許多不同組合中的一個示例。

加熱器箱16被設(shè)計成將從貯存器14泵送來的環(huán)境溫度水加熱到足以沖泡咖啡的溫度(例如，192°f)。更具體地，加熱器箱16包括用于接收未熱水的流入的入口52、用于排放熱水的出口54以及用于加熱水以便最終用于在沖泡盒22中沖泡咖啡渣滓24的加熱元件56。入口52和加熱元件56基本上布置在加熱器箱16的底部，如圖1、3、16和17中所示。被加熱元件56加熱的水因為其比從貯存器14排出的較冷的水(例如，室溫)密度更小而上升。這確保了箱16中最冷水的恒定加熱。即使入口52放置在箱16的頂部，來自貯存器14的環(huán)境溫度水也可以直接流過一個或多個加熱元件56之上或流經(jīng)一個或多個加熱元件56，以確保適當?shù)募訜帷＠?，在入?2位于加熱器箱16的頂部的實施例中，第一加熱元件(未圖示)可以放置在入口附近以預熱進入箱16的水，而加熱元件56可以放置在其底部以確保連續(xù)加熱。加熱元件56可以是一系列電阻線圈，但是也可以是本領(lǐng)域已知的任何類型的加熱元件。出口54可以布置在加熱器箱16的頂部，以確保如果水在足以抵抗重力(即，向上流動)的壓力下，則水將僅僅離開加熱器箱16。也就是說，重力不會引起咖啡沖泡系統(tǒng)10中的殘留水通過出口54流動到?jīng)_泡頭18并且在沖泡周期結(jié)束之后從其滴落。這樣，本文所公開的咖啡沖泡系統(tǒng)10優(yōu)于加熱器箱出口位于其底部的傳統(tǒng)系統(tǒng)。雖然如此，本文仍然在替代實施例中公開了系統(tǒng)10、10'、10”、10”'、10””中的任一個。

加熱器箱16還包括用于測量加熱器箱16中的水的溫度的諸如熱敏電阻之類的溫度傳感器58。作為替代，溫度傳感器58可以是陶瓷或聚酯恒溫器或本領(lǐng)域已知的任何其他合適的溫度傳感器。溫度傳感器58幫助咖啡沖泡系統(tǒng)10在加熱器箱16中保持適當?shù)臎_泡溫度(例如，192°f)。在沖泡溫度是手動或自動可調(diào)的情況下，溫度傳感器58還可以幫助系統(tǒng)10設(shè)置期望的沖泡溫度。

在如圖4中所示的一個實施例中，加熱器箱16可以包括圓形或圓頂形鼻部60，加熱器箱出口54從其同心地延伸。這樣，圓頂形鼻部60的幾何形狀有助于防止加熱器箱16中的流體聚集在拐角或其他凹部中，而是有助于流體流出加熱器箱出口54。加熱器箱16可以足夠大以容納足夠的水以沖泡最大份量(例如16盎司)，但也可以是本領(lǐng)域已知的任何形狀或尺寸。

如圖1、3、16和17中所示，由泵12排出的流體行進通過第二沖泡管路或?qū)Ч?2，該第二沖泡管路或?qū)Ч?2在入口52處將泵出口44流體地聯(lián)接到加熱器箱16的底部。第二止回閥64(圖1和圖3)與第二導管62串聯(lián)地布置在泵12和入口52之間，以防止加熱器箱16中的熱水朝向泵12回流。第二止回閥64可以是具有類似于第一止回閥46的正開啟壓力(例如，2psi)的單向止回閥。這樣，流體不能流動到加熱器箱16，除非其超過第二止回閥64的開啟壓力。當然，第二止回閥64可以具有與第一止回閥46不同的規(guī)格，包括不同的開啟壓力。

另外，咖啡沖泡系統(tǒng)10可以包括用于確定加熱器箱16中的水位的加熱器箱水位傳感器66。在一個實施例中，如圖5中所示，傳感器66包括基本上圓柱形的腔體68，其在一側(cè)上具有向下延伸到加熱器箱出口54中的入口拾取器70，而在另一側(cè)上具有出口72，如下面更詳細描述那樣。入口拾取器70可以聯(lián)接到圓頂形鼻部60或者從圓頂形鼻部60形成，如圖4中所示。也就是說，入口拾取器70可以不必向下延伸到加熱器箱16或16'的頂部，而是由加熱器箱16或16'的一般形狀形成。傳感器66可以包括布置在腔體68的一側(cè)上的發(fā)射器74，用于發(fā)射穿過腔體內(nèi)部的光束76，便于由與其相對地布置的感光器78接收。發(fā)射器74和感光器78可以布置在腔體68內(nèi)(如圖5中所示)或者腔體68外部，只要光束76能夠在它們之間傳輸即可。在圖5中所示的實施例中，發(fā)射器74和感光器78布置在傳感器外殼的垂直側(cè)，而入口拾取器70和出口72分別從傳感器66的底部和頂部延伸。

來自加熱器箱16的熱水經(jīng)由入口拾取器70進入傳感器66，并且隨著箱16填充水而向上推動布置在其中的浮子80。在一個實施例(圖5和圖21-22)中，浮子80通常具有盤狀形狀并且浮在進入腔體68的水的頂部上。當水離開加熱器箱16并且填充傳感器66的內(nèi)部時，浮子80的浮力允許浮子80隨著腔體68中的水位上升。浮子80最終接觸一個或多個向下延伸的支柱82，其防止浮子80完全阻擋或密封傳感器出口72。在這一點(例如，如圖22中所示)，浮子80布置在發(fā)射器74和感光器78之間，從而阻擋感光器78接收來自發(fā)射器74的光束76。因為光束76不再被感光器78感測到，所以感光器78可以將指示加熱器箱16充滿的信號中繼到微控制器50(圖18)。向下延伸的支柱82可以包括在其間的一個或多個通道84(圖5)，其允許加熱器箱16中的水繞過浮子80并且在沖泡周期期間通過出口72流出。當然，加熱器箱液位傳感器66可以與加熱器箱16或16'一起工作。

在圖6中所示的替代實施例中，系統(tǒng)10可以包括具有在其中布置有球形浮子80'的d形腔體68'的加熱器箱液位傳感器66'。在該實施例中，一組突起86選擇性地將浮子80'水平地定位在d形腔體68'內(nèi)，用于發(fā)射器74和感光器78之間的最終對準或定位，同時在沖泡周期期間并且在加熱器箱16充滿之后允許或許可流體的實際層流通過腔體66'。突起86可以由腔體68'的內(nèi)側(cè)壁的一部分形成并且向其內(nèi)延伸，或者突起86可以由球形浮子80'形成或者從球形浮子80'延伸出來并且相對于腔體68'的內(nèi)側(cè)壁滑動。在任一個實施例中，突起86可以相對垂直地長于寬度，以最小化通過腔體66'的垂直流體流動受到破壞，并且最小化突起86與球形浮體80'或腔體68'的內(nèi)側(cè)壁之間的垂直表面接觸面積，以允許球形浮子80'在腔體66'內(nèi)垂直移動。

如上所述，系統(tǒng)10從貯存器14泵送足夠的水以填充加熱器箱16和入口拾取器70。至少在最初，當腔體68'中沒有水時，球形浮子80'位于其底部或底部附近。當泵12繼續(xù)將水移動到已經(jīng)充滿的加熱器箱16中時，水位在腔體68'中上升，從而引起球形浮子80'隨水位上升。如上所述，突起86偏置球形浮子80'，以便浮子80'的主體保持在圖6中所示的基本相同的大體水平位置。這使得球形浮子80'能夠最終中斷光束76從發(fā)射器74到感光器78的傳輸，從而通知加熱器箱16充滿了。突起86基本上約束了球形浮子80'的水平位置，同時允許浮子80'隨著腔體66'中的水位變化而垂直移動。如圖6中所示，浮子80'包括六個突起86，但是浮子80'可以根據(jù)期望或需要而具有更多或更少的突起86。

加熱器箱液位傳感器66'以與上述關(guān)于加熱器箱液位傳感器66大致相同的方式操作。當水填充腔體68'時，浮子80'上升到其頂部，從而阻擋感光器78接收由發(fā)射器74發(fā)射的光束76。如圖6中所示，球形浮子80'僅占據(jù)d形腔體68'的一部分，因此具有足夠的空間用于流體圍繞浮子80'和突起86流動，從而取代對支柱82或通道84的任何需要。

圖7和圖8圖示了加熱器箱液位傳感器66”的另一個實施例，其中該腔體被分裂或分隔成鄰近第二浮子分區(qū)120的第一或主分隔腔體68”，該第二浮子分區(qū)120在其中保持球形浮子80”。一個或多個分區(qū)壁122限定了鄰近腔體68”的浮子分區(qū)120，并且將浮子80'水平地限制在其中，以便于發(fā)射器74與感光器78之間的最終對準或定位，同時作為從傳感器出口72的中心軸線偏離的結(jié)果而允許流體的實際層流通過腔體68”。也就是說，分區(qū)壁122將球形浮子80”保持在基本相同的大體水平位置，同時隨著腔體68”中的水位在沖泡周期期間改變，仍然允許浮子80”垂直移動。當然，分區(qū)壁122被配置成允許水視加熱器箱16和/或加熱器箱水位傳感器66”中的水位而允許水流入和流出浮子分區(qū)120，以升高和降低浮子80”。如圖7中所示，浮子分區(qū)120包括偏離相對較大的分隔腔體68”的壁122中的三個壁。雖然如此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易認識到，可以使用不同數(shù)量的壁122，只要浮子80”可以操作如本文所公開的傳感器66”。此外，分隔腔體68”通常是開放的，并且如上文關(guān)于圖6所述那樣是略微d形的，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也將容易認識到，分隔腔體68”可以是本領(lǐng)域已知的任何形狀(例如，矩形、正方形等)。使傳感器出口72和入口拾取器70(圖7中未圖示)對準的中心軸線可以通常沒有障礙物來促進流體通過加熱器箱水位傳感器66”的層流。在這方面，圖8圖示了分隔腔體68”相對于由分區(qū)壁122形成的浮子分區(qū)120的尺寸和定位的替代視圖。

加熱器箱液位傳感器66”以與上文關(guān)于加熱器箱液位傳感器66、66'所述的大致相同的方式操作。當水填充腔體68”時，浮子80”上升到其頂部，從而阻擋感光器78接收由發(fā)射器74發(fā)射的光束76。如圖8中所示，球形浮子80”相對于分隔腔體68”占據(jù)傳感器66”的相對小的部分，并且水平地布置成遠離傳感器出口72(即，不與傳感器出口72同軸)，從而在入口拾取器70和傳感器出口72之間提供未阻擋路徑。

加熱器箱傳感器66、66'、66”用作二元開關(guān)，以視加熱器箱16的填充狀態(tài)將泵12“接通”和/或“斷開”。因此，感光器78處于接收或感測來自發(fā)射器74的光束76的狀態(tài)(即，“未填充”狀態(tài))，或者感光器78不接收或感測光束76，從而指示加熱器箱16處于“填充”或“充滿”狀態(tài)。在這方面，傳感器66、66'、66”不對阻擋的程度或水平進行采樣。而是，傳感器66、66'、66”更類似于具有不同的“接通”和“斷開”狀態(tài)的光開關(guān)地操作。

如上簡要提及，咖啡沖泡系統(tǒng)10包括具有沖泡室20的沖泡頭18，該沖泡室20擁有或保持沖泡盒22，而該沖泡盒22在沖泡周期期間包含足夠量的咖啡渣滓24以沖泡一杯咖啡或幾杯咖啡(例如，10盎司)。更具體地，如圖9中所示，沖泡頭18包括一對鉗口88，該對鉗口包括可相對于可移動上部鉗口88b固定的下部鉗口88a。當然，雖然如此，但下部鉗口88a和上部鉗口88b都可以是可移動的，或者下部鉗口88a可以相對于固定的上部鉗口88b移動。下部鉗口88a和上部鉗口88b一起協(xié)作以在其間限定沖泡室20。

沖泡頭18可以包括激活傳感器或開關(guān)90，其監(jiān)測上部鉗口88a相對于下部鉗口88b的定位。也就是說，當下部鉗口88a和上部鉗口88b處于閉合位置時，開關(guān)90的兩側(cè)都接觸并且系統(tǒng)10識別出鉗口88正處于閉合位置。作為替代，打開鉗口88會引起激活開關(guān)90的相對立端失去接觸，使得系統(tǒng)10現(xiàn)在將鉗口88識別為正處于打開位置。當處于圖9中所示的打開位置時，系統(tǒng)10可以拒絕啟動沖泡周期或在沖泡周期期間在上部鉗口88b移動到圖9中所示的打開位置的情況下停止沖泡周期。這可能是重要的安全特征，因此當沖泡室20暴露時沖泡器不會激活。

如圖10和11中所示，沖泡頭18還包括在可移動上部鉗口88b之間向下延伸到由沖泡頭18的一部分形成的底座125的拉伸彈簧124。該彈簧用于將上部鉗口88b拉動或偏置(當如下面更詳細地討論的那樣釋放時)到打開位置。在這方面，彈簧124用于圍繞形成在沖泡頭18的背部處的樞軸拉動上部鉗口88b遠離下部鉗口88a。在打開位置上，沖泡室20是可接近的。拉伸彈簧124在圖10和11中示出為連接到底座125，但是其可以在沖泡頭18的固定部分和上部鉗口88b的可移動部分之間延伸或連接到?jīng)_泡頭18的固定部分和上部鉗口88b的可移動部分，以便于上部鉗口88b相對于下部鉗口88a的選擇性地可樞轉(zhuǎn)打開來提供到?jīng)_泡室20的通路。

圖10和11還圖示了包括旋轉(zhuǎn)阻尼器126的沖泡頭18，該旋轉(zhuǎn)阻尼器126用以軟化上部鉗口88b的打開和/或閉合。旋轉(zhuǎn)阻尼器126可以至少抵消或阻尼拉伸彈簧124的張緊打開力，從而平滑打開速度以使得上部鉗口88b不會快速卡扣或彈開。在這方面，由旋轉(zhuǎn)阻尼器126產(chǎn)生的阻力減慢了來自拉伸彈簧124的壓縮能量的釋放。這導致更平滑的打開運動。作為替代或附加，旋轉(zhuǎn)阻尼器126可以提供正閉合力，其減小將上部鉗口88b樞轉(zhuǎn)回閉合位置所需要的能量。也就是說，旋轉(zhuǎn)阻尼器126可以幫助克服當閉合上部鉗口88b時由拉伸彈簧124產(chǎn)生的分離力。旋轉(zhuǎn)阻尼器126可以是單向旋轉(zhuǎn)阻尼器，其在打開沖泡室20時僅提供阻力和阻尼力。雖然如此，但旋轉(zhuǎn)阻尼器126可以是雙向旋轉(zhuǎn)阻尼器，即旋轉(zhuǎn)阻尼器126在打開和關(guān)閉沖泡腔體20時提供阻力和阻尼。

如圖12-14中所示，沖泡頭18還包括鉗口鎖128，其便于從下部鉗口88a選擇性地釋放上部鉗口88b，以允許上部鉗口88b因為拉伸彈簧124而樞轉(zhuǎn)運動到打開位置，如上所述。更具體地，鉗口鎖128可以包括向前和外部可接近的釋放按鈕130，其從沖泡頭18的一部分突出并且配置成用于手動操作。當被按壓時，釋放按鈕130選擇性地水平滑動到?jīng)_泡頭18的主體中并且進入布置在下部鉗口88a中的鉗口夾具通道132中。一般來說，釋放按鈕130的主體進入鉗口夾具通道132的運動接合可樞轉(zhuǎn)地安裝到上部鉗口88b的鉗口夾具134；鉗口夾具134的可樞轉(zhuǎn)運動使上部鉗口88b與鉗口鎖128脫離。更具體地，釋放按鈕130包括延伸到下部鉗口88a中并遠離外部可接近的指尖激活式觸摸表面138的釋放按鈕軸136。釋放按鈕130諸如被彈簧(未圖示)等沿向外方向(即，非按壓位置)偏置。鉗口夾具通道132是大體從下部鉗口88a的頂表面139向下形成并且進入在下方的較寬腔體140的孔。釋放按鈕軸136滑動或延伸到腔體140中并且布置成大致垂直于鉗口夾具通道132的中心軸線，因此將釋放按鈕130大致定位在鉗口夾具通道132下方。鉗口夾具134包括具有布置在下端并從其垂直延伸的凸臺144的鉗口夾具軸142。凸臺144還包括用于將鉗口夾具134引導到鉗口夾具通道132中的面向下斜面146(即，凸臺144的頂部可能比底部更厚)。當沖泡室20封閉時，夾鉗口夾具134延伸穿過夾鉗通道132并進入腔體140。扭轉(zhuǎn)彈簧148將鉗口夾具134偏置在向前位置上(即，鉗口夾具134朝向觸摸表面138樞轉(zhuǎn))，從而將凸臺144向前推入腔體140中并且處于下部鉗口88a的頂表面139下方和軸136中。在這方面，下部鉗口88a和凸臺144之間的接觸保持鉗口88a、88b封閉。

為了打開沖泡室20，用戶按壓觸摸表面138，從而引起釋放按鈕軸136水平滑動到腔體140中并與其中的凸臺室146接觸。該水平滑動力逆著扭轉(zhuǎn)彈簧148的向前力樞轉(zhuǎn)凸臺144并且脫離鉗口夾具通道132。在這方面，釋放按鈕軸136有效地將鉗口夾具134旋轉(zhuǎn)到凸臺144完全布置在鉗口夾具通道132內(nèi)的位置。因此，由于在凸臺144上方?jīng)]有表面，因此在旋轉(zhuǎn)阻尼器126的阻力下，彈簧124引起上部鉗口88b樞轉(zhuǎn)遠離與下部鉗口88a的接合，從而打開沖泡室20。關(guān)閉沖泡室20只是向下樞轉(zhuǎn)上部鉗口88b(克服沖泡頭彈簧124的打開力)直到鉗口夾134重新接合腔體140。具體地，如上所述，扭轉(zhuǎn)彈簧144將鉗口夾具134向前并朝向釋放按鈕130的大致位置偏置。當上部鉗口88b被向下推動或樞轉(zhuǎn)時，凸臺144接觸下部鉗口88a。凸臺144上的斜面146允許鉗口夾具134滑動到鉗口夾具通道132中。也就是說，斜面146提供傾斜的滑動表面，其允許鉗口夾具134逐漸樞轉(zhuǎn)遠離釋放按鈕130，使得否則將被下部鉗口88a的頂表面139阻擋的凸臺144可以穿過鉗口夾具通道132并進入腔體140。在這方面，一旦凸臺144在鉗口夾具通道132下滑動，扭轉(zhuǎn)彈簧148就使鉗口夾具134朝向觸摸表面138樞轉(zhuǎn)，從而將凸臺144放置在下部鉗口88a的頂表面139下方并放置成鎖定地接合在腔體140中，進而將沖泡室20鎖定在閉合位置。

上部鉗口88b可以包括轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)式入口針92，其向下延伸到?jīng)_泡腔體20中，并且被設(shè)計成刺穿沖泡盒22的頂表面94(圖1、3、16和17)以將熱水注入沖泡盒22。相應地，下部鉗口88a包括向上延伸的出口針96，其可以被設(shè)計成刺穿沖泡盒22的底表面98，從而有利于當沖泡盒22的頂表面94被入口針92刺穿時在沖泡周期期間熱水流過。上部鉗口88b可以包括密封件100，其在入口針92上同心地平穩(wěn)移動或滑動以放置在上部鉗口88b下方，如圖9中所示。密封件100可以在沖泡周期期間在入口針92和上部鉗口88b之間形成氣密密封，并且在入口針92和沖泡盒22的頂表面94之間形成類似的氣密密封。因此，密封件100可以在沖泡周期期間防止或基本防止流體泄漏。密封件100可以由硅樹脂、乙烯丙烯二烯單體(epdm)橡膠或任何其他合適的材料構(gòu)成，該材料足夠耐用以允許其中的入口針92在延長的使用持續(xù)時間(諸如常規(guī)滴灌咖啡機的正常操作壽命)內(nèi)的轉(zhuǎn)動或旋轉(zhuǎn)運動。

系統(tǒng)10包括第三沖泡管路或第三導管102，其將傳感器出口72流體地聯(lián)接到?jīng)_泡頭18，并且具體地聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)式入口針92。在沖泡周期期間，泵12將熱水從加熱器箱16通過第三導管102排出到?jīng)_泡盒22中。在這方面，旋轉(zhuǎn)式入口針92將熱水和蒸汽注入其中的咖啡渣滓24中。第三止回閥104沿著第三導管102串聯(lián)地布置在傳感器出口72和旋轉(zhuǎn)式入口針92之間。第三止回閥104可以是具有正開啟壓力(例如，2psi)的單向止回閥。在這方面，第三止回閥104防止液體流到?jīng)_泡頭18，除非流動超過開啟壓力(例如，2psi)。在這種情況下，第三止回閥104可以具有與第一止回閥46和第二止回閥64相同或相似的規(guī)格，但是第三止回閥104可以具有與第一止回閥46和第二止回閥64不同的規(guī)格，包括不同的開啟壓力。

第三止回閥104還有助于防止在沖泡周期結(jié)束之后從沖泡頭18滴落，因為導管102內(nèi)和止回閥104后面的任何殘留水都可能處于不足以開啟第三止回閥104的壓力下。此外，第三導管102可以被配置成將殘余水以自重排泄回到加熱器箱16中(例如，通過將第三導管102定位在加熱器箱16上方)。此外，第三導管102的一部分可以成形為排泄捕獲器或捕集器，以幫助防止水回流。沖泡系統(tǒng)10可以從第三導管102去除盡可能多的殘留水，以便在下一個沖泡周期啟動時僅將來自加熱器箱16的熱水注入沖泡盒22中。這樣，本文公開的咖啡沖泡系統(tǒng)10優(yōu)于允許殘留水在沖泡周期結(jié)束時剩余在加熱器箱和沖泡頭之間的第三導管102中的常規(guī)系統(tǒng)。

為了在沖泡周期結(jié)束時泵送空氣，咖啡沖泡系統(tǒng)10還包括第一空氣管路106，其通向大氣并且流體地聯(lián)接到泵12后面和在流量計48(如果包括的話)前面的第一導管40。第一空氣管路106的開口端可以布置在貯存器14上方(如圖1、3、16和17中所示)，以便系統(tǒng)10中的任何回流水滴落或排泄到貯水器14中。第一電磁閥108可以與第一空氣管路106串聯(lián)放置，以控制大氣空氣的進入。首先，當泵12將水從貯存器14排出到加熱器箱16時，第一電磁閥108關(guān)閉。為了泵送空氣，第一電磁閥108打開，以便第一導管40通向大氣。第一沖泡管路40中的空氣壓力與大氣壓相等，其低于當電磁閥108關(guān)閉時第一導管40內(nèi)的壓力。結(jié)果，在第一止回閥46前面的壓力下降到大氣壓并低于開啟壓力，從而允許第一止回閥46關(guān)閉。因此，泵12停止排水，而是開始從暴露于大氣中的空氣管路106泵送空氣。這樣，水不再從貯存器14流到泵12。相反，如果第一電磁閥108關(guān)閉，則泵12將對第一導管40再加壓并開始從貯存器14排水。在這方面，第一電磁閥108可以有效地控制泵送的介質(zhì)(即，空氣或水)。

咖啡沖泡系統(tǒng)10還包括用于控制第三導管102中的壓力的第二空氣管路110。該第二空氣管路110可以在第三止回閥104和傳感器出口72之間從第三導管102分離，如圖1、3、16和17中所示。在一個實施例(在圖15中最佳地圖示)中，傳感器出口72可以包括y形或t形。

也就是說，y形或t形出口72的一側(cè)有利于與第二空氣管路110連接，而y形或t形出口72的另一側(cè)有利于與第三導管102連接。如上文關(guān)于第一空氣管路106所述，第二空氣管路110的開口端可以布置在貯存器14上方(如圖1、3、16和17中所示)，以將水滴落回或排泄回到貯存器14(如果需要)。在這方面，第二空氣管路110可以可選地包括溢流配件398，以有利于與貯存器14連接。第二空氣管路110還包括第二電磁閥112，其當“打開”時將第三導管102通向大氣，而當“關(guān)閉”時將第三導管102與大氣隔離。當?shù)诙姶砰y112處于“打開”時，加熱器箱16的出口側(cè)上的壓力與大氣壓平衡，而第三導管102中的壓力下降到大氣壓。該壓降允許第三止回閥104通過將第三導管102中的壓力降低到其開啟壓力以下來關(guān)閉。因此，打開第二電磁線圈112有助于防止在沖泡周期結(jié)束時的不期望的滴落，因為第三導管102通過關(guān)閉第三止回閥104而與進一步的流體流動隔離。

在圖16中所示的替代實施例中，系統(tǒng)10包括第二空氣管路110，其包括形狀類似于管件式捕集器(即，u形)的大氣排放管150。當?shù)诙姶砰y112打開并且該流動處于不足以打開第三止回閥104的壓力下時，例如，當在初次填充之后加熱熱水器箱16中的水時，該大氣排放管150貯存流出傳感器66的水。如圖所示，第一空氣管路106連接到大氣排放管150和第二電磁閥112之間的第二空氣管路110。在吹掃周期期間(下面詳細討論)，當?shù)谝浑姶砰y108打開時和在泵送空氣之前，泵12將排出或去除貯存在大氣排放管150中的水。這有效地去除和更新了大氣排放管150中的水。第二空氣管路110的開口端布置在與傳感器出口72的連接點上方，使得水不能從第二空氣管路110的開口端流出(例如，從大氣排放管150流出并進入貯水器14)而不用完全填充第二空氣管路110和大氣排放管150。第二空氣管路110可以連接到溢流配件398，其提供與貯存器14的流體密封連接以防止泄漏。

在圖17中所示的另一個實施例中，系統(tǒng)10”'中的第二空氣管路110包括曲折路徑114，以幫助防止水從第二空氣管路110的開口端流出。更具體地，當?shù)诙姶砰y112關(guān)閉時，曲折路徑114被空氣填充。當?shù)诙姶砰y112打開時，來自第三導管102的殘留水可以由于與其相關(guān)聯(lián)的伴隨壓力釋放而流入第二空氣導管110。因此，曲折路徑114中的一些空氣被從第三導管102流入的水排出?？缭皆撀窂?14的長度和壓降(即，曲折的性質(zhì))可以確保沒有水從第二空氣管路110的開口端(例如，在貯存器14上方)排出。在這方面，曲折路徑114有助于確保僅空氣離開第二空氣管路110的開口端。曲折路徑114可以具有本領(lǐng)域已知的任何形狀，諸如螺旋形、z字形、圓形或矩形路徑。

在本文公開的沖泡系統(tǒng)的另一方面中，并且如關(guān)于圖3和17中的系統(tǒng)10'、10”'具體示出那樣，可以省略第一止回閥46和第二止回閥64。實質(zhì)上，使用泵12來代替第二止回閥64，以防止水從加熱器箱16流回到貯存器14。泵12操作以從貯存器14向前迫使或排出水并進入加熱器箱16，并因此而用作單向閥。在操作中，泵12將水抽吸到暴露于第一導管40中的流體的敞開腔室中。泵12對該腔室中的流體加壓，并且引起在整個泵周期中向前排出，如本領(lǐng)域中公知的那樣。當泵停止時，隔膜阻擋泵12中從泵出口44到泵入口42的通道，從而有效地作為止回閥操作。這當然防止了水從第二導管62逆流回到第一導管40中并且朝向貯存器14。為此，不需要第二止回閥64來停止水的回流。在泵12暴露于來自加熱器箱16的熱水的情況下，泵12能夠承受暴露于熱水。

另外，在圖3中所示的實施例中，泵12僅在水存在于貯存器14中時從貯存器14排水。一旦貯存器14排空，系統(tǒng)10'就啟動空氣吹掃步驟(在下面詳細描述)。由于在空氣吹掃開始時在貯存器14中沒有水可以用，因此在該步驟期間(即，通過第一止回閥46的正開啟壓力)不需要防止水流出貯存器14。因此，可能并且有望消除如圖3中所示的第一止回閥46，因為空氣吹掃周期在貯水器14為空時啟動。

此外，關(guān)于圖17中所示的實施例，使用貯存器拾取器34可以允許泵12在貯水器14前面的第一導管40內(nèi)產(chǎn)生足夠的力，以將水抽吸到第一導管40中。當?shù)谝浑姶砰y108打開時，第一導管40內(nèi)的壓力下降到大氣壓。作為這種壓降的結(jié)果，泵12不再能夠借助于拾取器34有效地從貯存器14抽吸水。結(jié)果，泵12類似于如上關(guān)于沖泡系統(tǒng)10、10'、10”所述那樣從泵送水切換到泵送空氣。因為泵12從打開的第一空氣管路106排出大氣空氣比克服重力從貯存器14泵送水更容易，泵送的介質(zhì)的變化發(fā)生。在這方面，第一止回閥46不是必要的并且可以被去除以降低成本和復雜性。

鑒于前述描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到，根據(jù)所公開的實施例，每個沖泡系統(tǒng)10、10'、10”、10”'都可以包括止回閥46、64的各種組合，包括使用第一止回閥46和第二止回閥64、僅使用第一止回閥46、僅使用第二止回閥64或者省略第一止回閥46和第二止回閥64(圖3和17)。

如圖18中所示，系統(tǒng)10還包括至少一個微控制器50，用于在沖泡周期之前、期間和之后控制沖泡器的不同特征。例如，微控制器50可以與泵12聯(lián)接并且具有響應于加熱器箱16的填充狀態(tài)而使泵12“接通”或“斷開”的能力。更具體地，微控制器50可以從光感受器78接收反饋響應并且基于這些反饋響應來操作泵12。例如，當感光器78提供光接收反饋時，微控制器50知道加熱器箱16未充滿。這樣，微控制器50可以繼續(xù)運行泵12以填充加熱器箱16。相反，根據(jù)上述實施例的浮子80、80'、80”對光束76的阻擋可導致感光器78向微控制器50提供負反饋。這里，因為浮子80、80'、80”阻擋了光束76向加熱器箱液位傳感器66內(nèi)的感光器78的傳輸，因此微控制器50知道加熱器箱16充滿。因此，微控制器50可以關(guān)閉泵12。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，系統(tǒng)10可以包括一個或多個微控制器50并且微控制器50可以用于控制系統(tǒng)10的各種特征，而不僅僅是簡單地使泵“接通”或“斷開”。例如，微控制器50還可以控制、接收來自加熱器箱溫度傳感器58(例如，用以監(jiān)測加熱器箱水溫)、貯存器14中的低水位傳感器38(例如，用以確定是否有任何要沖泡的水)、流量計48(例如，監(jiān)測在沖泡周期期間泵送到加熱器箱的水量)、加熱元件56(例如，用以調(diào)節(jié)加熱器箱16中的水溫)、加熱器箱液位傳感器66(例如，用以確定加熱器箱16的填充狀態(tài))、發(fā)射器74(例如，“打開”或“關(guān)閉”光束76)、感光器78(例如，用以確定光束76的阻擋)、旋轉(zhuǎn)式入口針92(例如，用于在沖泡周期期間的激活和旋轉(zhuǎn))、第一電磁閥108(例如，用于打開或關(guān)閉)、第二電磁閥112(例如，用于打開或關(guān)閉)、激活開關(guān)90(例如，用于在啟動沖泡周期之前確定鉗口88是否打開)和/或外部可接近的控制面板116的反饋或以其他方式與它們通信。

控制面板116可以包括允許用戶操作沖泡系統(tǒng)10的一系列外部可接近的控制器、旋鈕、lcd屏幕等。如上所述，控制面板116與一個或多個微控制器50處于反饋通信，以用于處理所選或所需要的沖泡條件。更具體地，用戶可以利用控制面板116向一個或多個微控制器50提供命令，諸如啟動沖泡周期或改變期望的份量。在這方面，控制面板116可以包括按鈕、旋轉(zhuǎn)撥盤、旋鈕或本領(lǐng)域已知的其他輸入器。如下面將更詳細地討論那樣，在一個實施例中，控制面板116包括旋轉(zhuǎn)撥盤或其他變阻器348，其允許用戶通過旋轉(zhuǎn)或移動外部可接近的旋鈕來選擇不同的份量(例如，6-12盎司)和/或沖泡溫度。在這方面，作為沖泡周期的一部分，變阻器348調(diào)節(jié)泵12從貯存器14移動到加熱器箱16中并最終進入咖啡杯26的水量。變阻器348可以有利于線性量或增量選擇(例如，2盎司增量)。控制面板116還可以向用戶提供關(guān)于沖泡系統(tǒng)10的狀態(tài)(包括正在進行的沖泡周期的狀態(tài))的視覺反饋。例如，在一個實施例中，控制面板116可以包括lcd屏幕(未圖示)來指示所選擇的份量和/或包括led陣列來在沖泡周期之前、在沖泡周期期間和在沖泡周期之后提供沖泡系統(tǒng)10的立即視覺識別。微控制器50可以在沖泡周期啟動之后停用所有控制器(例如，按鈕、諸如變阻器348之類的旋轉(zhuǎn)撥盤、旋鈕、lcd屏幕等)。

圖19圖示了根據(jù)本文公開的實施例的用于操作咖啡沖泡系統(tǒng)10的一種方法(200)。在這方面，第一步驟(202)是為第一次而“接通”咖啡沖泡系統(tǒng)10。“接通”沖泡系統(tǒng)10的電源會激活電子器件，包括微控制器50和由微控制器50操作的其他部件，如本文所述的發(fā)射器74。下一步驟(204)用于已經(jīng)打開電源的沖泡系統(tǒng)10檢查加熱器箱16中的水位。這可以通過從感光器78讀取反饋而快速完成。如果加熱器箱16是空的，則感光器78將向微控制器50發(fā)送正在接收光束76的正反饋。這應當是沖泡系統(tǒng)10第一次“接通”時的情況，除非系統(tǒng)10已經(jīng)在加熱器箱16中有水。

這樣，下一步驟(206)是系統(tǒng)10確定在貯存器14中是否存在可以用于充滿或至少部分填充加熱器箱16的任何水。微控制器50可以從水位傳感器接收指示貯存器14具有一定量的水的反饋。更具體地，微控制器50可以接收來自低水位傳感器38(指示水在貯存器14中的閾值量)或者提供關(guān)于貯存器14中的特定水量的反饋的一個或多個傳感器的反饋。作為替代，微控制器50可操作泵12以確定貯存器14是否具有任何水，如上所述。如果在貯存器14中沒有水，則系統(tǒng)10將顯示“添加水”的通知(208)。作為替代，如果在貯存器14中存在水，則作為步驟(210)的一部分，微控制器50激活泵12以開始填充加熱器箱16。泵12將繼續(xù)從貯存器14泵送水，直到加熱器箱液位傳感器66指示加熱器箱16充滿，或直到微控制器50例如通過來自低水位傳感器38等的反饋或通過來自泵12的反饋而確定貯存器14中缺水。

當作為初始填充階段的一部分而“接通”泵12時，其以基本上恒定的速度(即，恒定電壓)運行，以將水從貯存器14泵送通過第一導管40，并經(jīng)由入口52進入加熱器箱16。在這一點上，第一電磁閥108關(guān)閉，而第二電磁閥112打開。一旦泵12在第一導管40中產(chǎn)生了足夠的壓力來超過第一止回閥46(如果包括的話)的開啟壓力，第一止回閥46(如果包括的話)就打開以允許來自貯存器14的水沿向前面向流過其中。然后，水在到向泵12的途中流過流量計48(如果包括的話，如圖1中所示)。流量計48可以確定并跟蹤從貯存器14中泵送的水量。雖然如此，但在圖3和17中所示的替代實施例中，從貯存器14中泵送的水量可以如本文所述那樣基于泵12的速度和持續(xù)時間來確定。然后，假定水壓大于其開啟壓力，則水流過泵12并通過第二止回閥64(如果包括的話)。在該實施例中，第一止回閥46和第二止回閥64兩者具有相同的開啟壓力。因此，如果流動壓力足以打開第一止回閥46，則也足以打開第二止回閥64。然后，水經(jīng)由入口52流入加熱器箱16的底部并開始填充加熱器箱16。步驟(210)可以可選地包括在加熱器箱16的頂部產(chǎn)生空氣墊118。

圖20更具體地圖示了用于啟動泵并填充加熱器箱16以及使用加熱器箱液位傳感器66來確定加熱器箱16是否充滿或水位低的步驟(210)。作為步驟(210a)的一部分，當加熱器箱16充滿水時，持續(xù)泵送會導致水流入傳感器入口拾取器70。如上所述，發(fā)射器74將光束76發(fā)射到腔體68中(210b)，并且感光器78接收光束76并就此向微控制器50提供反饋(210c)。該反饋指示加熱器箱16未滿(例如，如圖21中所示)。進入在腔體68中并在腔體68中上升的水也引起浮子80上升(210d)。在步驟(210e)中，浮子80上升到腔體68的上部并接觸支柱82。支柱82停止浮子80的向上運動，而不會將傳感器出口72與腔體68隔絕(例如，通過通道84)。支柱82將浮子80偏置在一垂直位置上，浮子80的主體以此阻擋或阻礙光束76從發(fā)射器74到感光器78的傳輸，如圖22中所示?？梢允褂萌绫疚乃龅母∽?0'、80”實現(xiàn)相同的阻擋。一旦感光器78不再接收到光束76，傳感器66就將指示加熱器箱16已充滿的信號中繼到微控制器50(210f)。此后，作為圖20中所示的最終步驟(210f)的一部分，系統(tǒng)10關(guān)閉泵12。

作為步驟(210)的一部分，在初始填充周期結(jié)束之后，加熱器箱16一直保持充滿或基本上充滿狀態(tài)。在這方面，微控制器50可以被編程以通過周期性地連續(xù)監(jiān)測加熱器箱液位傳感器66或通過本文公開的或本領(lǐng)域已知的其他方法，在未來任何給定點處將加熱器箱16保持在充滿狀態(tài)。如本文更詳細描述那樣，在該階段，由于加熱器箱16充滿了水，所以通過泵12使水從貯存器14移動到加熱器箱16，會引起加熱器箱16中的相當量的水通過傳感器出口72排出或排放到第三導管102，以便輸送到?jīng)_泡器頭18。

另外，微控制器50可以在上述初始填充過程期間激活加熱元件56來將加熱器箱16中的水加熱到期望的沖泡溫度。這樣，加熱器箱16中的水在進入加熱器箱16時立即被預熱，從而減少了沖泡系統(tǒng)10準備沖泡周期的時間。在一個實施例中，加熱元件56可以在進入加熱器箱16時實時地將水充分地預加熱到期望的沖泡溫度。在替代實施例中，加熱元件56可能需要更長時間來將水加熱到期望的沖泡溫度。在這方面，當加熱器箱16充滿時，加熱器箱16中的水最初低于沖泡溫度。因此，加熱元件56繼續(xù)加熱該加熱器箱16的底部處的較冷的水。在加熱器箱16的底部的熱水因為其變得比上面的較冷的水密度更低而上升，而較冷的水此時下降到加熱器箱16的底部并且更靠近加熱元件56。該過程繼續(xù)，直到加熱器箱16中的整個(或基本上整個)體積的水都處于所期望的沖泡溫度。在加熱過程中，溫度傳感器58跟蹤或測量加熱器箱16中的水的溫度，以確定水何時處于正確或期望的沖泡溫度?？蛇x地，外部可視溫度led(未圖示)可以提供加熱元件56活動或者水處于最佳沖泡溫度并且準備啟動沖泡周期的可視通知。沖泡系統(tǒng)10的另一個特征可以允許用戶使用外部可接近的控制面板116手動設(shè)置期望的沖泡溫度。

在圖16中所示的實施例中，微控制器50可以不激活加熱元件56，直到傳感器66指示加熱器箱16完全充滿。一旦加熱元件56開始加熱該加熱器箱16中的水，其中的水熱膨脹并且可能引起一些水流出傳感器出口72并流入第三導管102和第二空氣管路110。離開傳感器66的水處于不足以打開第三止回閥104的壓力下，因此第三止回閥104有效地阻擋或防止了水流到?jīng)_泡頭18。這樣，水流過第二空氣管路110并經(jīng)過打開的第二電磁閥112，以便最終貯存在大氣排放管150中。在這方面，第二空氣管路110和大氣排放管150在沖泡周期(即步驟(216)-(218))期間通常可能充滿水。當然，在沖泡周期結(jié)束時(例如步驟(220))，作為吹掃周期的一部分，來排放并且更新水。

另外，在加熱器箱16已經(jīng)充滿水之后，微控制器50可以從溫度傳感器58接收周期性連續(xù)反饋讀數(shù)。在這方面，微控制器50可以以周期性間隔“接通”和“斷開”加熱元件56，以確保加熱器箱16中的水保持在最佳沖泡溫度，以便用戶可以啟動沖泡周期而不用等待沖泡器加熱其中的水。作為替代，微控制器50可以被預編程或手動編程以激活加熱元件56來確保水溫在一天的某些時間(例如，早晨或晚上)處于最佳沖泡溫度，而不是一直保持加熱器箱水在所期望的沖泡溫度。在這方面，用戶可以設(shè)置加熱器箱16中的水應當處于用于沖泡飲料的最佳溫度的時間。

一旦加熱器箱16充滿并且水處于最佳沖泡溫度，沖泡系統(tǒng)10就準備好啟動沖泡周期。系統(tǒng)10可以包括具有允許選擇某些沖泡條件的外部可接近的旋鈕、開關(guān)或撥盤的控制面板116。例如，用戶可能能夠使用外部可接近的變阻器348設(shè)置期望的沖泡量(例如6盎司、8盎司、10盎司等)。作為步驟(212)的一部分，在選擇了所期望的沖泡量之后，系統(tǒng)10然后可以讀取貯存器14中的水位傳感器38(例如，利用微控制器50)，以確定貯存器14是否包含足夠量的水來沖泡所需量的咖啡。如果貯存器14不包含足夠量的水，則與步驟(208)類似，沖泡系統(tǒng)10可以呈現(xiàn)“低”或“無”水指示并提示用戶向貯存器14添加水。作為替代，根據(jù)圖3和圖17中所示的系統(tǒng)10'、10”'，微控制器50可以基于泵12的負載和電流測量來確定貯存器14是否包括水。在本實施例中，如上所述，不需要包括低水位傳感器38。

下一步驟(214)用于用戶將沖泡盒22裝載到?jīng)_泡室20中。更具體地，如圖23的流程圖中所示，用戶在步驟(214a)中例如通過按壓釋放按鈕130上的觸摸表面138以自動打開上部鉗口88b來打開沖泡室20。作為替代，用戶可以通過相對于下部鉗口88a移動上部鉗口88b來手動打開沖泡腔體20。接下來，作為步驟(214b)的一部分，用戶將含有咖啡渣滓24的沖泡盒22插入沖泡室20中的容器中。在步驟(214c)中，用戶通過如上所述的手動壓力或通過本領(lǐng)域已知的自動機構(gòu)閉合上部鉗口88b來關(guān)閉沖泡室20。然后，用戶例如通過按下控制面板116上的外部可接近按鈕來啟動沖泡過程(214d)。然后，系統(tǒng)10可以將鉗口88a、88b鎖定在閉合位置(214e)(例如，通過禁用釋放按鈕130)以防止用戶在沖泡周期期間打開沖泡室22。用戶可以在方法(200)期間或在作為步驟(216)的一部分圖示和描述的沖泡周期啟動之前的任何點處執(zhí)行步驟(214)。

緊接著步驟(216)開始之前，系統(tǒng)10關(guān)閉第二電磁閥112以防止泵12在沖泡周期期間將熱水排出到第二空氣管路110和大氣排放管150。在這方面，關(guān)閉第二電磁閥112會排出水以向前行進到第三導管102中。第三導管102中的增加了的壓力打開止回閥104并將已加壓的熱水輸送到旋轉(zhuǎn)式入口針92。接下來，作為步驟(216)的一部分，泵12以高壓和流速向沖泡盒22輸送小預定量的熱水，以初始地預熱和預潤濕其中的咖啡渣滓24。更具體地，泵12可以在相對高的電壓(例如，最大電壓的80-90％)下運行相對短的持續(xù)時間(例如，沖泡周期的10％)，以將相對少量的熱水(例如，1盎司或總沖泡量或份量的10％)注入到?jīng)_泡盒22中。泵12可以運行預定時間段(例如，10秒)，或者直到泵電流尖峰指示熱水已經(jīng)潤濕了咖啡渣滓24。例如，12伏特泵可以在10-11伏特下運行以將1盎司熱水注入設(shè)計用于沖泡10盎司份量的沖泡盒?？Х葲_泡系統(tǒng)10可以根據(jù)需要或期望以更高或更低的電壓運行泵12或注入更多或更少的熱水。一旦進入沖泡盒22中，熱水就與該咖啡渣滓24的底層混合，以初始地預潤濕和預加熱它們。這種初始量的熱水不會引起沖泡好的飲料離開沖泡器頭18(或至少非常少)。旋轉(zhuǎn)式入口針92可以確保沖泡盒22中的所有或大部分渣滓24均勻潤濕和預加熱。在步驟(216)中的咖啡渣滓24的潤濕和預熱相對于本領(lǐng)域已知的常規(guī)沖泡方法增強了一致的風味提取，從而改善了所得咖啡的味道。此外，步驟(216)還預熱第三導管102，從而防止稍后在沖泡周期中用于沖泡期望的咖啡飲料的熱水中的任何溫度下降。步驟(216)可以僅包括少量的總沖泡時間(例如5-10％)。

下一步驟(218)用于系統(tǒng)10將預定量的熱水(例如，沖泡量的90％)從加熱器箱16泵送到?jīng)_泡盒22中以沖泡咖啡。更具體地，如圖24中所示，系統(tǒng)10將提供給泵12的電壓從在步驟(216)中的相對高的水平降低到步驟(218a)中的相對低的電壓(例如總泵電壓的20％)，從而相對于步驟(216)降低水對沖泡盒18壓力和流速。如步驟(218b)中所示，一旦處于該電壓下，系統(tǒng)10就逐漸將泵電壓增加到操作電壓。在步驟(218b)結(jié)束時的工作電壓可能仍然遠小于總泵電壓(例如，40％)。步驟(218b)中的電壓增加可以遵循斜坡函數(shù)(即，電壓基本上連續(xù)線性增加)、階梯函數(shù)(即，電壓以一系列離散階梯增加)或期望的任何其他增加泵電壓的方法。然后，泵12在操作電壓(即，連續(xù)電壓)下運行，以繼續(xù)沖泡周期，直到大部分所需量的飲料被沖泡(218c)。例如，在步驟(216)中以10-11伏特運行的12伏特馬達在步驟(218a)中可以下降到2伏特，并且在步驟(218b)中緩慢地上升到4伏特并在該電壓下繼續(xù)，直到泵12已經(jīng)輸送了作為10盎司份量的一部分的總共9盎司的熱水(即，1盎司的加熱潤濕水和8盎司的加熱沖泡水)。在這方面，熱水雖然處于較低的壓力，但其以與在步驟(216)中的加熱預潤濕水相同的方式從加熱器箱16流入沖泡盒22中。步驟(218)可以包括大部分沖泡時間(例如，80-90％)。

下一步驟(220)用于泵12泵送空氣通過系統(tǒng)10以吹掃第三導管102中的剩余水。在完成步驟(218)之后，相對少量的熱水(例如總沖泡量的10％或約1盎司)可能剩余在第三導管102和/或大氣排放管150中(圖16)。在步驟(216)和(218)期間從加熱器箱16排出的水量不應當?shù)扔谳斔偷經(jīng)_泡盒22的水的總量，因為第三導管102具有貯存一部分排水的正體積。因此，為了沖泡整個份量，該殘留水必須從第三沖泡管路102和/或大氣排放管150排出。如圖25中所示，第一步驟(220a)用于使第一電磁閥108打開，從而將泵12的入口側(cè)(即，第一導管40)通向大氣空氣。這樣，第一導管40中的壓力下降到大氣壓。這允許第一止回閥46關(guān)閉，因為第一導管40中的壓力下降到第一止回閥46的開啟壓力以下?，F(xiàn)在，泵12將空氣從第一空氣管路106泵送并泵送到第二導管62中。

在圖3中所示的替代實施例中，用于通過導管系統(tǒng)泵送空氣以吹掃第三導管102中的任何剩余水的步驟(220)是作為在貯存器14耗盡水之后通過貯存器14吸出空氣的結(jié)果而發(fā)生的。如上所述，在該實施例中，泵12將繼續(xù)泵送水，直到貯存器14為空。當水耗盡時，第一導管40變成暴露于大氣，并且泵通過貯存器14中的開口將空氣抽吸到第一導管40中。在這一點上，根據(jù)本文公開的實施例，微控制器50識別泵12中的電流下降，并且啟動沖泡周期的最后階段，即，吹掃剩余在第三導管102中的水。

在圖16中所示的實施例中，用于通過系統(tǒng)10ii泵送空氣以吹掃第三導管102中的任何剩余水的步驟(220)作為通過大氣排放管150吸出空氣的結(jié)果而發(fā)生的。如上所述，在步驟(216)-(220)期間，大氣排放管150通常充滿水。在這方面，泵12首先將吸出剩余在大氣排放管150和第二空氣管路110中的所有水。一旦水從第二空氣管路110完全排泄，微控制器50就識別泵12中的電流下降并且啟動沖泡過程的最后階段，即空氣吹掃。在這方面，在每個沖泡周期中都更新貯存在大氣排放管150中的水。

在步驟(220b)中，泵電壓可以立即增加到相對較高的電壓(例如，最大泵電壓的70％或80％)，以立即迫使一定量的加壓空氣通過第二導管62、加熱器箱16、傳感器66并通過第三導管102離開并進入沖泡盒22。因為空氣的密度小于水的密度，所以加壓空氣將通過加熱器箱16中的水會起泡。加熱器箱16的頂部包括圓頂形鼻部60，以便加壓空氣立即被引導到加熱器箱出口54，以輸送到第三導管102。在第三導管102中向前的殘余水或沖泡好的咖啡可以快速和平穩(wěn)地從系統(tǒng)10排空并分配到下面的杯子26等中作為沖泡好的咖啡。第三導管102具有比加熱器箱16相對更小的直徑，這增加了穿過其中的空氣的密度和流速，以更有效地從沖泡頭18排空和分配任何殘余液體。在這方面，第三導管102內(nèi)的加壓空氣和伴隨的摩擦能夠迫使剩余在第三導管102中的基本上所有水進入沖泡盒22。

作為完工步驟(220c)的一部分，泵12可以穩(wěn)定地增加到甚至更高的電壓(例如，最大泵電壓的80-90％)。步驟(220c)中的電壓增加可以遵循斜坡函數(shù)(即，電壓基本上連續(xù)線性增加)、階梯函數(shù)(即，以一系列離散階梯增加電壓)或者本領(lǐng)域已知的增加泵電壓的方法。在這方面，泵12繼續(xù)通過第一空氣管路106(或通過根據(jù)圖3中所示的實施例中的貯存器14)將空氣抽吸到系統(tǒng)10中，從而迫使來自第三導管102的任何剩余水進入沖泡盒22。例如，12伏特泵可以從步驟(218c)中的4伏特跳躍到步驟(220b)中的9伏特，并且在步驟(220c)中增加到11伏特，以快速和有效地迫使剩余在第三導管102中的水進入沖泡盒22來完成10盎司份量。然后，系統(tǒng)10“斷開”泵12(220d)。作為替代，泵12可以下降到相對較低的電壓(例如，2伏特)，而不是關(guān)閉。泵12泵送吹掃空氣通過咖啡沖泡系統(tǒng)10，直到?jīng)_泡出所期望的份量(例如10盎司)的咖啡。與總沖泡時間(例如，5-10％)相比，步驟(220)的總運行時間相對較短。此外，將第三導管102的入口定位在加熱器箱16上方允許在完成步驟(220)時，將剩余在第三導管102中并且在第三止回閥104后面的任何水在重力影響下排泄到加熱器箱16中。在這方面，在系統(tǒng)10完成步驟(220)之后，第三導管102可以基本上無水。

下一步驟(222)用于打開第二電磁閥112并關(guān)閉第三止回閥104以幫助防止任何剩余的水從沖泡頭18滴落。更具體地，如圖26中所示，在沖泡周期期間，加熱器箱16以及第二導管62和第三導管102處于來自泵12的正壓力下，釋放點是在沖泡盒22中跨越咖啡渣滓24的底層的壓降。這樣，該壓力可以引起沖泡頭18在沖泡過程結(jié)束后滴落。在這方面，系統(tǒng)10在步驟(222a)中打開第二電磁閥112，從而將第三導管102通向大氣。然后，加熱器箱16的出口側(cè)(即第三導管102)上的壓力下降到大氣的壓力。第三導管102中的壓力經(jīng)由第二空氣管路110的開口端釋放到大氣中。從第二空氣管路110的開口端(如果有的話)被迫排出的水排泄到貯存器14中。在該降低了的壓力狀態(tài)下，因為第三導管102中的壓力下降到其開啟壓力(222b)以下，所以第三止回閥104關(guān)閉。因此，水不會從沖泡頭18滴落，因為第三止回閥104防止了任何殘留水流到?jīng)_泡頭。如果在步驟(220d)中泵12繼續(xù)以相對較低的電壓運行，則系統(tǒng)10在相對短的時間量(例如，2秒)之后在步驟(222c)中關(guān)閉泵12。步驟(222c)僅在泵12在步驟(220d)中不斷開時才是必要的。最后，在步驟(222d)中，系統(tǒng)10關(guān)閉第一電磁閥108。在這一點上，沖泡過程完成，用戶可以享受新鮮沖泡的一杯(或更多杯)熱咖啡。加熱器箱16仍然完全充滿水并被預熱，從而減少沖泡另一杯咖啡所需要的時間。

加熱器箱16在整個步驟(216)-(222)中保持完全充滿水狀態(tài)。在這方面，泵12通過將水從貯存器14泵送到加熱器箱16中而在步驟(216)和(218)中將水供應到?jīng)_泡盒22。由于加熱器箱16被完全充滿，所以等于泵送到加熱器箱16中的水量的一定體積的水被從那里排出到第三導管102中。例如，對于10盎司份量，泵12從貯存器14泵送總共10盎司的水進入加熱器箱16，其又從那里排出10盎司的熱水進入第三導管102和沖泡盒22中，用于將一杯(或更多杯)咖啡沖泡到下面的咖啡杯26等中。當然，在沖泡周期期間從貯水器14排出到加熱器箱16的水量可以稍微改變以解決在吹掃周期期間第三導管102和/或大氣排放管150中的水的問題。

在圖27-30中圖示了貯存器水位傳感器38的一個實施例。傳感器38包括浮力浮子300，該浮子300具有固定到其上的磁體302，磁體302隨著貯存器14中的水位上升和下降。磁體302跳過霍爾效應傳感器304，從而指示貯存器14中的水位。更具體地，貯存器14包括形成腔室308的多個壁306，該腔室308水平地約束浮子300的位置，同時允許浮子300基于貯存器14中的水位在其中垂直移動。在這方面，壁306以這樣的方式配置，即使腔室308對貯存器14中的水敞開，使得腔室308中的水位與貯存器14中的水位相當。腔室308定位在貯存器14的底部(如圖28-30中所示)并且防止浮子300下降到貯存器14的底部以下。在這方面，當貯存器14為空時，浮子300與貯存器14的底表面相切(圖28)。腔室308從貯存器14的底部向上延伸到貯存器14的總高度的大約四分之一到三分之一。雖然如此，但腔室308可根據(jù)需要或期望而延伸得更高或更低。腔室308包括外罩310，該外罩310限定了浮子300的最大垂直位置?；魻栃獋鞲衅?04相對于腔室308和浮子300在其中的運動而定位，以便當貯存器14包含一定量的水時，磁體302跳過霍爾效應傳感器304?；魻栃獋鞲衅?04可以在貯水器14具有足夠的水來沖泡系統(tǒng)10的最大份量(例如，12盎司)時發(fā)出信號的位置。

霍爾效應傳感器304可以定位在磁體302的最小垂直位置(即，當浮子300與貯存器14的底表面相切(如圖28中所示)時)和磁體302的最大垂直位置(即，當浮子300與蓋310相切(如圖30中所示)時)之間。當超過最大份量的水存在于貯存器14中時，該特征允許磁體302向上行進經(jīng)過霍爾效應傳感器304。該特征確保當貯存器14中的水位下降到最大份量或低于最大份量時，霍爾效應傳感器304被發(fā)出信號。

如圖27中所示，浮子300可以是盤狀的并且由水浮性聚合物(例如聚苯乙烯或聚丙烯)構(gòu)成。此外，浮子300可以在腔室308中定向成使得浮子300的平坦表面垂直于貯存器14的底表面。浮子300可以包括用于接收并保持磁體302的中心凹陷312。浮子300還包括一個或多個向外延伸的突起314，以防止浮子300粘附到或吸引到貯存器14的壁或腔室308的壁306。浮子300可以是本領(lǐng)域已知的任何形狀或定向在本領(lǐng)域已知的任何位置上。

圖28-30圖示了貯存器水位傳感器38的操作。更具體地，圖28示出了當貯存器14為空時浮子300與貯存器14的底表面相切。當貯存器14中的水位增加時，浮子300在室308中上升。在這方面，圖29示出了當貯存器14中的水位處于系統(tǒng)10的最大份量(例如，12盎司)以下的某個水平(例如6盎司)時浮子300的位置。這里，浮子300和磁體302仍然處于在霍爾效應傳感器304下方的一垂直位置上。一旦貯存器14中的水位上升超過最大份量(例如，12盎司)，磁體302就跳過霍爾效應傳感器304，從而指示貯存器14包含至少足夠的水來沖泡最大份量的咖啡。當添加更多的水到貯存器14時，浮子300繼續(xù)在腔室308內(nèi)上升并且超過霍爾效應傳感器308。當貯存器14充滿(例如如圖30中所示)時，浮子300在腔室308的頂部鄰接蓋310并且定位在傳感器304上方。當處于該位置時，系統(tǒng)10將根據(jù)進入控制面板116的期望量自由地沖泡咖啡，直到貯存器14中的水位下降到最大沖泡量以下。

在這方面，在一個或多個沖泡周期期間從貯存器14分配水并且在此期間不重新填充貯存器14，會引起其中的水位下降。在該實施例中，浮子300將在最大沖泡量(例如，12盎司)之上的某個點(例如，14盎司)處開始在垂直高度上下降。這允許浮子300及其上的相應磁體302隨著水繼續(xù)從貯存器14分配，而返回經(jīng)過霍爾效應傳感器304。在貯存器14中的水等于最大沖泡量的點處，磁體302使在其向下路徑上的霍爾效應傳感器304跳開或發(fā)信號通知該霍爾效應傳感器304。這里，系統(tǒng)10知道貯存器14僅包含用于最大份量(例如，12盎司)的足夠的水。在一個實施例中，一旦現(xiàn)有沖泡周期完成，如果貯存器14包含少于最大份量，系統(tǒng)10就不會啟動另一個沖泡周期。在這方面，系統(tǒng)10可以提供將水添加到貯存器14的指示。在該實施例中，下一個沖泡周期只能在添加了足夠的水到貯存器14之后啟動，以便浮子300和磁體302再次通過霍爾效應傳感器304并跳過霍爾效應傳感器304，從而指示貯存器14中的水位高于最大份量。

在替代實施例中，即使在貯存器14中的水位降低到最大份量以下，只要用戶選擇了小于貯存器14中剩余水量的份量，系統(tǒng)10也將啟動沖泡周期。也就是說，系統(tǒng)10通過跟蹤在磁體302跳過霍爾效應傳感器304之后離開貯存器14的水量(例如，通過使用流量計48或泵12)，通過從最大份量減去沖泡周期的剩余量來確定貯存器14中存在的水量。例如，如果最大份量為12盎司，則當磁體302跳過霍爾效應傳感器304時系統(tǒng)10知道貯存器14僅包含12盎司的水。如果2盎司的水在磁體302跳過霍爾效應傳感器304之后離開貯存器14，則系統(tǒng)10知道有10盎司的水剩余在貯存器14中(即，12盎司減去跳開霍爾效應傳感器304之后使用的2盎司等于10盎司)。這樣，系統(tǒng)10可以被設(shè)計成通過連續(xù)跟蹤貯存器14中剩余的水量而允許10盎司或更少盎司的一個或多個隨后沖泡周期。

在替代實施例中，系統(tǒng)10可以通過與讀取泵12消耗的電流無關(guān)的方法來確定泵12的旋轉(zhuǎn)速度。例如，如圖31中所示，系統(tǒng)10可以包括麥克風316，該麥克風316監(jiān)聽當一個或多個旋轉(zhuǎn)擺盤378撞擊泵12中的一個或多個活塞380時產(chǎn)生的聲音脈沖或振動。在這方面，系統(tǒng)10可能能夠基于由麥克風316拾取或聽到的聲音脈沖或振動的速率來推導出泵12的速度。然后，可以如上所述那樣計算流速，即，通過泵12排出的水的總量基于以下公式：流體量＝泵速率*流體量/轉(zhuǎn)數(shù)*時間；其中泵速率由麥克風316基于聲音脈沖或振動的速率來測量，并且流體量是由每個泵隔膜排出的水量。麥克風316可以是任何合適類型的麥克風，例如場效應晶體管(fet)麥克風或壓電麥克風。

作為替代，如圖32中所示，泵12的隔膜320可以在每個泵送周期期間接觸壓電構(gòu)件320，從而在其中感應可測量電流。在這方面，泵12的速度可以通過在給定時間段(即，隔膜318撞擊壓電構(gòu)件320的次數(shù))中在壓電構(gòu)件320中感應電流的速率來測量。壓電構(gòu)件320可以包括聚偏二氟乙烯，但是可以由本領(lǐng)域已知的任何其他類型的壓電材料制成。在圖33中所示的另一個實施例中，微控制器50使用霍爾效應傳感器322來確定泵12的速度。在這方面，泵軸324讓磁體326布置在其上。當磁體326經(jīng)過霍爾效應傳感器322時，在其中感應電流?；谠诨魻栃獋鞲衅?26中感應電流的速率來類似地計算泵12的速度。另一個可選實施例示出在圖34中，該圖圖示了具有固定到泵軸324并與泵軸324一起旋轉(zhuǎn)的多個均勻間隔式周向狹槽330的盤328。布置在盤328的一側(cè)上的發(fā)射器332照射光束334，以便于在與盤328中的狹槽330之一對準時由感光器336周期性地接收。再次，感光器336對通過狹槽330的光束334的周期性接收可以產(chǎn)生指示泵12的速度的周期性和可測量信號。例如，微控制器50可以通過除感光器336在指定時間段內(nèi)從發(fā)射器332接收光束334的次數(shù)并且基于盤328中的狹槽330的數(shù)量來確定泵12的速度。

在一個實施例中，系統(tǒng)10可以在上述初始填充序列之后保持加熱器箱16處于填充狀態(tài)，而不管其中的水的溫度如何。在這方面，泵12可以利用加熱器箱液位傳感器66、66'、66”在恒定的閉環(huán)反饋中操作。通常，加熱元件56將水保持在或接近所期望的沖泡溫度(例如，192°f)。如本文所討論那樣，當系統(tǒng)10在延長的持續(xù)時間內(nèi)不活動時或者當節(jié)能模式被激活時，加熱器箱16中的水溫可以下降到低于沖泡溫度。加熱器箱16中的水在其冷卻時可以熱收縮。這樣，水位可以降低到加熱器箱水位傳感器66之下，從而引起控制器50激活泵12來將額外的水從貯存器14排出到加熱器箱16中?？刂破?0可以根據(jù)需要“接通”和“斷開”泵12，以確保加熱器箱16基本上恒定地保持充滿水。如果加熱器箱16中的水在沖泡周期啟動時低于所期望的沖泡溫度，則加熱器元件56“接通”，以將其中的水的溫度升高到適當?shù)臎_泡溫度。因此，其中的水隨著其被加熱而熱膨脹。由于加熱器箱16已經(jīng)基本上或完全充滿水，所以熱膨脹可以引起一些水通過通?！按蜷_”的第二電磁閥112流出并進入第二空氣管路110、110'和大氣排放管150。根據(jù)本文公開的實施例，第二空氣管路110、110'和/或大氣排放管150中的水可以在每個沖泡周期結(jié)束時被排空或分配。

在本公開的一方面中，控制器50可以使用來自溫度傳感器58和加熱器箱液位傳感器66的反饋來自學習溫度和相關(guān)加熱器箱16的填充水平。在這方面，控制器50能夠以如上所述那樣地減少或消除水因熱膨脹而溢出的方式更好地保持加熱器箱16中的水位。也就是說，如果微控制器50接收到超過幾個盎司的水流入第二空氣管路110和/或大氣排放管150中的反饋，則微控制器50可以通過例如在添加額外的水之前增加加熱器箱16中的水的溫度來調(diào)節(jié)泵12和加熱元件56的操作，以減少作為熱膨脹的結(jié)果的溢出。

作為替代，系統(tǒng)10可有意地將加熱器箱16過度填充超過加熱器箱水位傳感器66，以便水充滿第二空氣管路110和/或大氣排放管150，而且有些水溢回到水箱14中。這里，系統(tǒng)10用加熱箱16、第二空氣導管110和大氣排放管150中的已知水量來建立恒定或靜態(tài)起始點，以用于沖泡周期。

在圖35中所示的一個實施例中，系統(tǒng)10包括去抖動邏輯電路裝置338，以平滑由加熱器箱水位傳感器66、66'、66”發(fā)送到微控制器50的瞬態(tài)反饋。更具體地，當泵12填充加熱器箱16時，加熱器箱16中的水可能以不規(guī)則的方式飛濺或以其他方式起泡或流動。這可能導致浮子80周期性地并且偶然地阻礙光束76傳輸?shù)礁泄馄?8。另外，水泡可能散射光束76，以便不足量的光束76被感光器78接收，從而向控制器50提供加熱器箱16充滿的錯誤反饋。這樣，傳感器66可以快速連續(xù)地在充滿讀數(shù)和非充滿讀數(shù)(即，浮子80在阻擋和不阻擋來自感光器78的光束76之間循環(huán))之間波動幾次。去抖動邏輯電路器件338用作濾波器以解釋和調(diào)節(jié)來自感光器78的輸出信號。在這方面，去抖動邏輯電路裝置338可以采用來自水位傳感器66的信號，該信號在向微控制器50發(fā)信號通知加熱器箱16充滿之前可以對于指定時間段(例如，1秒)是恒定的。也就是說，在微控制器50將“斷開”泵12之前，系統(tǒng)10可以采取不能在指定時間段(例如，1秒)接收光束76。類似地，系統(tǒng)10可能要求在微控制器50將“接通”泵12之前，感光器78連續(xù)接收光束76預定時間段(例如，1秒)。在這方面，去抖動邏輯電路裝置338可以平滑來自加熱器箱水位傳感器66的反饋波動，以防止立即連續(xù)地“接通”和“斷開”泵12。

在本文公開的沖泡系統(tǒng)10的另一個實施例中，圖38和39圖示了沖泡頭18，特別是上部鉗口88b，其具有大致平坦且向外延伸的密封環(huán)340，其圍繞密封件100周向布置，以為沖泡盒22的蓋342提供輔助平面支撐。本領(lǐng)域中已知的常規(guī)沖泡器包括圍繞入口針92周向布置的沉孔344，如圖36中所示。在沖泡過程中，常規(guī)沖泡器將沖泡盒22加壓至約1-2psi，這可引起通常由薄金屬箔制成的蓋342向上彎曲到沉孔344中。盒22中的1-2psi壓力不足以打破蓋342，但是該壓力是不期望的，因為在沖泡周期期間它不會在沖泡盒22中產(chǎn)生熱水和咖啡渣滓的充分混合。這樣，增加沖泡盒22中的壓力超過2psi可能是有害的，因為增加了的壓力引起蓋342進一步向上移動到沉孔344中，從而引起蓋342不期望地“爆裂”，如圖37中所示。在這方面，爆裂口346的直徑可以大于入口針的直徑，因此可能引起不期望的泄漏。

更具體地，入口針92在其刺穿蓋342時產(chǎn)生小的高應力撕裂。當允許蓋342向上彎曲到沉孔344中時，這些撕裂傾向于進一步傳播。當撕裂傳播到使得蓋342中的孔變得大于密封件100的程度時，“爆裂口”346出現(xiàn)。在這方面，密封件100不再將入口針92密封到蓋342，從而允許加壓水和咖啡研磨混合物從沖泡盒22中逸出。隨著沖泡盒加壓增加，這個問題加劇。系統(tǒng)10將沖泡盒22加壓至比典型的常規(guī)沖泡器相對更高的壓力(例如，2-5psi)，以在沖泡周期期間增加其中的咖啡渣滓24的流化。為了防止上述爆裂口346，如圖38和圖39中所示的密封環(huán)340防止蓋342向上彎曲到常規(guī)沉孔344中。換句話說，圖38和圖39中所示的沖泡系統(tǒng)10包括代替凹入的沉孔344的向外延伸的密封環(huán)340。在圖38和39中，蓋342在加壓沖泡期間保持基本上沿著更大的表面區(qū)域被支撐，從而防止圖37中所示的爆裂口346。在這方面，密封環(huán)340優(yōu)于沉孔344，因為其允許增加沖泡盒22的加壓，而沒有與常規(guī)沖泡器相關(guān)聯(lián)的附帶“爆裂口”風險。密封環(huán)340可以由硅樹脂、乙烯丙烯二烯單體(epdm)橡膠或任何其他合適的材料構(gòu)成。密封環(huán)340和密封件100可以是分離的組件，但是也可以是一個單一集成組件。此外，密封環(huán)340可以是充分支撐蓋342的任何形狀(例如，環(huán)形密封件340可以是矩形等)，以允許在沖泡盒22內(nèi)增加加壓并防止爆裂口346。

如上所述，控制面板116包括允許用戶控制份量和/或沖泡溫度的變阻器348。在圖40中所示的一個實施例中，同一個變阻器348控制份量和沖泡溫度兩者。在這方面，控制面板116可以包括用于在份量和沖泡溫度調(diào)節(jié)之間切換的模式選擇器350。這里，變阻器348可以旋轉(zhuǎn)以改變份量(或沖泡溫度)。然后，在選擇模式選擇器350之后，可以旋轉(zhuǎn)變阻器348以改變沖泡溫度(份量)，反之亦然。模式選擇器350可以是開關(guān)、撥號盤、旋鈕、按鈕，電容傳感器、電阻傳感器或任何其他合適的人機接口。此外，模式選擇器350可以與如圖40中所示的變阻器348分離，或者模式選擇器350可以與變阻器348集成在一起(例如，變阻器348可以旋轉(zhuǎn)并且用作按鈕)。

系統(tǒng)10可以可選地包括由控制面板116上的自動沖泡選擇器352(圖40)激活的自動沖泡功能。在沖泡周期完成之后，系統(tǒng)10可能需要一些時間(例如，60秒)來將加熱器箱16中的水加熱到適當或期望的沖泡溫度。這可能是這種情況，即使加熱器箱16在之前的沖泡周期期間保持完全充滿并且加熱元件56保持接通。在這方面，它可以使加熱器箱16花一段時間(例如，如上所述的60秒)以將來自貯存器14的新排出的水加熱到期望的沖泡溫度。自動沖泡功能有利于在加熱器箱16仍在加熱其中的水的同時，啟動另一沖泡周期。在這方面，如果用戶決定沖泡另一份(例如，通過按下開始按鈕(未圖示))，則系統(tǒng)10將在加熱器箱16中的水被加熱到適當?shù)臎_泡溫度之后立即開始下一沖泡周期。如果沒有選擇自動沖泡功能，則用戶在啟動另一個沖泡周期之前，可能需要等待直到加熱器箱16中的水已經(jīng)達到適當?shù)臎_泡溫度。在這方面，如果在加熱器箱16仍在加熱其中的水時按下開始按鈕，則沖泡系統(tǒng)10將不會自動激活，除非激活了自動沖泡功能。

在另一方面，每當系統(tǒng)10“接通”時，沖泡系統(tǒng)10可以提示用戶將沖泡盒22放置到?jīng)_泡室20中。例如，當放置在沖泡室20中時，沖泡盒傳感器354(圖9)可以檢測沖泡盒22的存在。作為響應，系統(tǒng)10可以“斷開”沖泡盒插入指示器。即使沖泡盒22已經(jīng)存在于沖泡室20中，將系統(tǒng)10“斷開”然后再“接通”也可以引起系統(tǒng)10提供將新沖泡盒插入沖泡室20的提示。這防止了系統(tǒng)10用使用過的沖泡盒沖泡咖啡或者未使用的沖泡盒可能已經(jīng)在沖泡室20中保留了一段延長的持續(xù)時間(例如，沖泡盒可能在沖泡室20中保留了一個月而不使用)。作為替代，如果沖泡盒傳感器354沒有檢測到?jīng)_泡室20中的沖泡盒22，則系統(tǒng)10可能僅提示插入了新沖泡盒22。

系統(tǒng)10還包括節(jié)能模式，其可以由節(jié)能模式選擇器356(圖40)激活。通常，加熱器箱16將其中的水保持在適當?shù)臎_泡溫度(例如，192°f)，以便系統(tǒng)10總是準備沖泡另一份咖啡。在這方面，系統(tǒng)10基本上處于永久待機狀態(tài)，以便用戶不必等待加熱器箱16中的水達到?jīng)_泡溫度來啟動新沖泡周期。當選擇節(jié)能模式時，加熱器箱16將其中的水保持在處于或接近沖泡溫度(例如，188-192°f)的溫度達初始預定或手動設(shè)定的持續(xù)時間(例如，兩個小時)。在這方面，加熱元件56利用溫度傳感器58在閉環(huán)反饋中操作。例如，如果在該初始持續(xù)時間期間加熱器箱16中的水的溫度降至低于188°f，則加熱元件56接通來加熱水。一旦水達到192°f，加熱元件56就斷開。在初始持續(xù)時間(例如，2小時)之后，加熱器箱16然后可以將其中的水保持在低于期望的沖泡溫度但是比室溫相對更高(例如，140°f)的溫度達某個二次延長的持續(xù)時間(例如，26小時)。在自從最后沖泡周期以來28小時之后(即，在188-192°f下2小時和在140°f下26小時之后)，控制器50可以完全斷開加熱元件56并允許加熱器箱16中的水冷卻至室溫。在節(jié)能模式中使用的具體溫度和持續(xù)時間可以視系統(tǒng)的具體需要而變化。在這方面，溫度和時間可以由每個個體用戶預先配置或手動設(shè)置。節(jié)能模式選擇器356可以是開關(guān)、撥號盤、旋鈕、按鈕、電容傳感器、電阻傳感器或本領(lǐng)域已知的任何其他合適的人機接口。

在圖41中所示的一個實施例中，系統(tǒng)10可以包括用于控制提供給加熱元件56的電流、電壓和/或功率的雙向三極晶閘管(“btt”)358(即，用于交流的三極管或“triac”)。系統(tǒng)10對交流(“ac”)功率操作，其中電流和電壓都以正弦方式隨相位角變化。在這方面，為了從ac電源(例如，墻上插座)向加熱元件56提供指定的電流，必須在沿著交流正弦波的各個點處接通和斷開電流。在這方面，btt358使用相位控制(一種形式的脈沖寬度調(diào)制)以選擇性地以正確的相位角向加熱元件56提供電流，來實現(xiàn)期望的電流輸送(例如，7安培)。更具體地，btt358是半導體裝置，其在將觸發(fā)脈沖364(即，“接通”和“斷開”btt358的小電流)提供給柵極端子366時，允許交流電360從其中穿過(例如，來自諸如插座之類的交流電源362)。在這方面，微控制器50可以通過以預期相位角向btt358提供觸發(fā)脈沖364來控制供應到加熱元件56的電流量。也就是說，btt358允許電僅在交流正弦波上的某些點處通過。btt358可以以任何相角以這種方式脈動，以實現(xiàn)正確加熱加該熱器箱16中的水所需要的任何電流、電壓或功率輸送。

如圖42中所示，系統(tǒng)10包括調(diào)節(jié)器368，其針對短路、斷路、過熱等監(jiān)測系統(tǒng)10中的電路。如果調(diào)節(jié)器368感測到/識別出沖泡器電路的異?；顒?例如，在安全閾值的某些因素之外操作)，則調(diào)節(jié)器368可能能夠禁用系統(tǒng)10，包括控制器50和加熱元件56和/或泵12。在這方面，調(diào)節(jié)器368通過允許沖泡系統(tǒng)10在正確運行和安全沖泡條件下操作而提供增加了的產(chǎn)品安全益處。

在本文公開的沖泡系統(tǒng)10的另一方面，圖43圖示了冷卻系統(tǒng)370，其用于提供對諸如btt358之類的內(nèi)部沖泡器組件和其他發(fā)熱裝置(例如，微控制器50)的同時冷卻以及對到加熱器箱16的水中途加熱。例如，btt358可以包括一個或多個冷卻翅片372，其用作散熱器以從btt358吸走熱量。第二導管62可以包括熱交換器374，該熱交換器374在冷卻翅片372中并圍繞冷卻翅片372運行，以吸收由btt358輻射并輸送到導熱翅片372的熱能。結(jié)果，這冷卻btt358并預熱流到加熱器箱16的水。該特定特征可以提高系統(tǒng)10的總體效率。

也就是說，通過使用來自其他組件的不然要損失掉的熱能來增加進入加熱器箱16的水的溫度，加熱元件56需要更少的時間和能量來將加熱器箱16中的水加熱到適當或期望的沖泡溫度。熱交換器374將通過第二導管62的流分劃到多個較小的導管376(如圖43中所示)，以提高熱傳導的效率。然后，該較小的導管376可以在流到達加熱器箱16之前在第二導管62中重新合在一起。熱交換器374也可以布置在第一導管40中。作為替代，冷卻系統(tǒng)370可以包括將熱量從btt358傳輸?shù)綗峤粨Q器374的冷卻回路(未圖示)，以便冷卻翅片372不需要鄰近第二導管62。

在圖44和45中所示的替代實施例中，沖泡系統(tǒng)10可以包括用于確定加熱器箱16何時充滿水的無浮子加熱器箱液位傳感器66”'。在這方面，發(fā)射器74和感光器78可以布置在加熱器箱16的上角外部。在圖44中所示的實施例中，發(fā)射器74以相對于加熱器箱16的大致垂直側(cè)壁成一向上角度來布置，而感光器78以相對于加熱器箱16的大致水平上壁成一向下角度來布置。這樣，光束76離開發(fā)射器74并在接觸感光器78之前穿過加熱器箱16的一部分。水在光束76的路徑中的存在改變了其光學性質(zhì)(例如，強度)。在這方面，如圖44中所示，當加熱器箱16未充滿時，即在加熱器箱16的上部角落中沒有水存在時，光束76不改變。

相反，如圖45中所示，當加熱器箱16完全充滿時，即水存在于加熱器箱16的上角部時，光束76的光學性質(zhì)被改變。這里，光束76被中斷來使得感光器78不再接收到信號。該狀態(tài)可以被傳送到微控制器50并且被識別為加熱器箱16充滿的狀態(tài)。無浮子加熱器箱液位傳感器66”'的一個優(yōu)點是，系統(tǒng)10可能能夠減少由于加熱過程期間的熱膨脹而溢出加熱器箱16的水量。更具體地，基于浮子的加熱器箱水位傳感器66、66'、66”可以在“斷開”泵12之前允許水流出加熱器箱出口54并進入布置在加熱器箱16上方的腔體68中。相反，在水位到達加熱器箱出口54之前，無浮子加熱器箱液位傳感器66”'可以“斷開”泵12。在這方面，在水溢出到第二空氣管路110中之前，它有更多的空間熱膨脹。加熱器箱16的壁或光束76穿過的其一部分可以是基本上透明的。發(fā)射器74和感光器78的位置可以顛倒。此外，發(fā)射器74和感光器78可以布置在加熱器箱16上的其他地方(即，不在上角)。例如，發(fā)射器74和感光器78可以被放置在加熱器箱出口54的相對側(cè)上或者在加熱器箱16的上部的相對側(cè)上。另外，無浮子傳感器66”'可以是能夠確定水的存在的任何類型的光學傳感器。

本領(lǐng)域中已知的常規(guī)沖泡器(例如圖46的示意圖中所示的那種)包括朝向沖泡室20的后部的出口針96。這引起沖泡盒22初始地坐落在大致如圖46所示的角度。通常，當關(guān)閉沖泡室20時，沖泡頭18的上部相對于其下部傾斜地移動。這樣，以與沖泡頭18的上部大致成直角地布置的固定入口針382從向后傾斜的位置(即，固定入口針382的頂部處于在其底部后面)移動到當沖泡頭18關(guān)閉時的垂直位置。在該運動期間，固定入口針382基本上不垂直，直到?jīng)_泡室20完全關(guān)閉——這發(fā)生在固定入口針382刺穿蓋342之后。此外，當固定入口針382初始接觸蓋342時，沖泡盒22也向后傾斜(即，沖泡盒22的后部高于沖泡盒22的前部)。這樣，固定入口針382在其刺穿期間以相對于蓋342的銳角布置，如圖46中所示。當沖泡室20繼續(xù)關(guān)閉時，固定入口針382朝向基本垂直的位置移動，而沖泡盒22朝向基本水平的位置移動，從而刺穿蓋342。已知的沖泡器的入口針382相對較短(可能由于未能旋轉(zhuǎn)的結(jié)果)，因此傾斜刺穿的風險相對較低，但是這種刺穿系統(tǒng)可導致如上所述的“爆裂”風險的增加。

為了糾正上述問題，圖47和48圖示了一個實施例，其中出口針96布置在與如圖46中所示的后部相對的沖泡室20的前部(即，在沖泡室20最接近釋放按鈕130的一側(cè)上)。在這方面，沖泡盒22初始地朝向沖泡頭18的內(nèi)部向內(nèi)傾斜，并且呈現(xiàn)為與入口針92基本上垂直接合。這樣，旋轉(zhuǎn)式入口針92在其刺穿期間以相對于蓋342基本上成直角地布置。出現(xiàn)這種情況下是因為沖泡盒22稍微向前傾斜，而旋轉(zhuǎn)式入口針92稍微向后傾斜。此外，隨著旋轉(zhuǎn)式入口針92和蓋342移動到最終完全刺穿的沖泡位置(即，對旋轉(zhuǎn)式入口針92的垂直定向和對沖泡盒22的水平定向)，旋轉(zhuǎn)式入口針92保持成相對于蓋342成大致直角。在當入口針92和出口針96封閉在沖泡室20內(nèi)時刺穿盒22的情況下，該特征保持期望的直角接合。這樣，蓋342不撕裂，并且相對本領(lǐng)域已知的其他入口針，可以與諸如旋轉(zhuǎn)式入口針92之類的入口針一起使用更長時間。在圖49中所示的另一個可選實施例中，系統(tǒng)10””包括用于貯存由于當加熱其中的水時的熱膨脹而流出加熱器箱16的水的吹掃導管384。這樣，該實施例不包括或需要第二空氣管路110、大氣排放管150或溢流配件398。更具體地，吹掃導管384可以從加熱器箱液位傳感器出口72延伸到可以布置在下部鉗口88a上的空氣入口386。吹掃導管384包括類似于第二空氣管路110的第二電磁閥112。如本文一般性描述那樣，當處于“打開”位置時，電磁閥112選擇性地控制流體進入吹掃導管384，而當處于“關(guān)閉”位置時選擇性地禁止進入吹掃導管384。第一空氣管路106在吹掃導管384和第一導管40之間延伸。這樣，當?shù)谝浑姶砰y108打開時，泵12通過空氣入口386、大直徑管和第一空氣管路106抽吸吹掃空氣。吹掃導管384應當具有能夠至少貯存可以在加熱過程期間(即當加熱器箱16充滿并且其中的水被從環(huán)境溫度加熱到期望的沖泡溫度時)從加熱器箱16排出的最大水量的尺寸(可以在寬度和長度上進行處理)。這樣，來自吹掃導管384的水將不會流出入口端口386。在這方面，吹掃導管384的功能更類似于輔助或溢流貯存器，而不是導管。入口端口386可以布置在系統(tǒng)10中的任何地方，其中它可以從大氣中抽吸空氣，而不僅僅從如圖所示的沖泡頭18。

由于貯存在吹掃導管384中的水量取決于使加熱器箱16中的水達到?jīng)_泡溫度所需要的加熱量，所以微控制器50可以使用查找表388(圖50)來確定在沖泡周期(例如，步驟(218))期間從貯存器14泵送到加熱器箱16的水量。加熱器箱16中的水在被加熱時熱膨脹，從而溢流到吹掃導管384中。因此，溫度的較大變化(例如從環(huán)境或室溫到192°f或期望的沖泡溫度)將導致水量的較大變化，而較小的溫度變化(例如從節(jié)能模式的192°f到192°f)將導致水量的較小變化。在加熱過程中的量變化決定了多少水被臨時貯存在吹掃導管384中。在空氣吹掃過程(即，步驟(220))期間，泵12在抽吸任何吹掃空氣之前將貯存在吹掃導管384中的所有水泵回到加熱器箱16中，從而迫使等量的水進入沖泡盒20。這樣，系統(tǒng)10””必須在沖泡過程(即，步驟(216)和(218))期間將泵12從貯存器14排出的水量減少吹掃導管384中的量，以維持正確的份量。例如，如果用戶選擇了8盎司份量并且0.5盎司水貯被存在吹掃導管384中，則泵12在步驟(216)和(218)期間必須排出7.5盎司水來確保所得到的份量為8盎司。在這方面，微控制器50可以使用查找表388以基于沖泡周期啟動時加熱器箱16中的水的溫度來精確地估計吹掃導管384中的水量。例如，如果加熱器箱16中的水基本上處于沖泡溫度(例如，約192°f)，則幾乎不發(fā)生熱膨脹，因為其中的水不需要在開始沖泡周期之前被加熱。因此，泵12在步驟(216)和(218)期間，將排出等于所期望的份量的水量。然而，如果水處于140°f，則0.3盎司水可能存在于吹掃導管384中。這樣，因為在沖泡周期結(jié)束時從吹掃導管384重新捕獲相同量的水，所以泵12在步驟(216)和(218)期間將從貯存器14排出小于所期望的份量的0.3盎司。以上標識的量僅用于說明目的，并且不一定在任何給定時間點上反映吹掃導管384中的水的實際量。在一個實施例中，查找表388可以以20°f的增量改變值。雖然如此，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易認識到，查找表388可以視期望的分辨率使用不同的增量。

本領(lǐng)域中已知的單份式咖啡沖泡器的另一個問題是貯水器會如圖51中所示那樣遭受冷凝。如本文所公開，加熱箱16在準備沖泡周期期間和在沖泡周期期間顯著地升高溫度(例如，達到192°f)。加熱器箱16中升高了的溫度還引起在沖泡器外殼內(nèi)的環(huán)境空氣的相對加熱。這樣，沖泡器鄰近貯水器14的側(cè)面板392也溫度升高，并且可能引起或加速其中的水蒸發(fā)。另外，來自第二空氣管路110的一些較暖的水如果由于如本文所述的伴隨壓降而流入貯存器14中，也可能蒸發(fā)。當貯存器14中捕集到的水蒸氣冷卻時，其冷凝到如圖51中所示的貯存器14的壁上。當加熱器箱16“接通”(即，加熱其中的水)時，冷凝通常是最有問題的。

為了解決冷凝問題，沖泡系統(tǒng)10可以包括形成在沖泡器外殼中的通風口390(圖52)，其允許來自沖泡器內(nèi)部的加熱空氣進出貯水器14的內(nèi)部。此外，貯水器蓋30可以包括缺口394，其處于沖泡器前面上或附近并且朝向沖泡器內(nèi)部，諸如鄰近側(cè)板392(圖53)。因此，來自沖泡器內(nèi)部的較暖的空氣用作自動熱泵，以通過提供從通風口390向外通過缺口394的流通來顯著減少并且在一些情況下消除貯水器14內(nèi)部上的冷凝。也就是說，圖52中所示的通風口390允許暖空氣離開沖泡器外殼進入貯存器14，而圖53中所示的缺口394允許該暖空氣和貯存器14中的任何相關(guān)水蒸氣逸出到大氣中。這樣，水蒸氣不能在貯存器14的壁上冷凝(或最小程度地冷凝)，因為：(1)來自沖泡器內(nèi)部的熱空氣將貯存器14中的空氣保持在升高了的溫度；(2)熱空氣相對更干燥并降低貯水器14中的濕度；和(3)在冷卻之前，通過貯水器的空氣流帶出通過缺口394從貯水器14出來的水蒸氣。在這方面，通風口390和缺口394產(chǎn)生“煙囪效應”并且充當自然熱泵，以通過缺口394從沖泡器外殼內(nèi)部抽吸熱空氣。通風口390可以布置在溢流噴口398下面，也可以布置在貯存器14和由沖泡外殼包圍的空間之間提供流體連通的任何地方。在替代實施例中，貯水器14還可以包括風扇(未圖示)，用于移動空氣通過貯水器14以基本上減少或消除其中的冷凝。

在沖泡系統(tǒng)10的另一方面，沖泡頭18可以包括在沖泡周期期間防止打開沖泡室20的電磁線圈。在這方面，電磁線圈可以在沖泡周期期間將釋放按鈕130鎖定在非按壓位置，或者提供某種其他電或機械密封機構(gòu)。這樣，即使按下釋放按鈕130，釋放按鈕軸136也不會激活鉗口鎖128來允許上部鉗口88b遠離下部鉗口88a地移動。為此，沖泡室20在沖泡周期期間并且直到電磁線圈釋放了該按鈕130都保持關(guān)閉，以防止其意外打開。

在替代實施例中，當其中的水由于冷卻而熱冷凝時，沖泡系統(tǒng)10可以不運轉(zhuǎn)泵12來將加熱器箱16保持在完全填充狀態(tài)。這里，系統(tǒng)10允許加熱器箱16中的水位降低到加熱器箱水位傳感器66下方。在啟動沖泡周期時，加熱器箱16中的水的溫度升高，直到達到所期望的沖泡溫度。在這一點上，系統(tǒng)10可以通過讀取加熱器箱水位傳感器66來確定加熱器箱是否充滿。如果水位太低，則泵將從貯存器14排出額外的水來填充加熱器箱16。

在另一方面，系統(tǒng)10可以具有三種不同的加熱器箱填充模式。系統(tǒng)10在第一次使用時以第一填充模式操作。這里，泵12將水從貯存器14排出到加熱器箱16中，直到加熱器箱水位傳感器66指示加熱器箱16充滿。微控制器50然后激活加熱元件56來將加熱器箱16中的水加熱到適當?shù)臎_泡溫度(例如，192°f)。這樣，水熱膨脹并且視實施例的不同而溢出到第二空氣管路110、大氣排放管150或吹掃導管384中。通常，溢流量為約12克，但是該溢流量可以視沖泡器的具體特性而更多或更少。如上面更詳細討論的，泵12在抽吸吹掃空氣之前排出第二空氣管路110、大氣排放管150或吹掃導管384中的任何殘余水。在這方面，泵12必須在沖泡周期(即，步驟(216)和(218))期間排出較少的水，以確保所得到的飲料具有正確的份量。這樣，微控制器50使用校正因子來調(diào)整泵12的運行時間以輸送正確的份量。因為系統(tǒng)10作為所有初始水在環(huán)境溫度下被泵送到加熱器箱16中而經(jīng)歷相對大量的水溢出，所以系統(tǒng)10在第一沖泡周期之后不再使用第一模式。

在第一沖泡周期之后并且當加熱器箱16中的水處于或接近期望的沖泡溫度時使用第二模式。這里，加熱器箱16完全充滿或基本上充滿熱水。因此，由于水已經(jīng)處于所期望的沖泡溫度，所以加熱器箱16中的水在下一個沖泡周期啟動之前基本上不會熱收縮。這樣，系統(tǒng)10準備開始沖泡周期(即，步驟(216)和(218))。然而，如果已經(jīng)發(fā)生了一些蒸發(fā)，則可能需要短暫運轉(zhuǎn)泵12來頂住加熱器箱16。

在第一沖泡周期之后并且當加熱器箱16中的水已經(jīng)冷卻時使用第三模式。如上面詳細討論的，加熱器箱16中的水在冷卻時熱收縮。因此，加熱器箱16中的水位可能下降到可以由加熱器箱水位傳感器66讀取的水平之下。這樣，傳感器66可以向微控制器50發(fā)送加熱器箱16未完全充滿的信號。這里，當加熱器箱16中的水低于沖泡溫度時，微控制器50可以忽略加熱器箱水位傳感器66。這樣，在啟動下一個沖泡周期時，微控制器50激活加熱元件56以加熱該加熱器箱16中的水，從而引起加熱器箱16中的水熱膨脹。通常，當水達到所期望的沖泡溫度時，這種熱膨脹將加熱器箱16中的水位增加到傳感器66讀取加熱器箱16為“充滿”的點。無論如何，一旦加熱器箱16中的水處于期望的沖泡溫度，則微控制器50考慮來自加熱器箱水位傳感器66的信號。如果傳感器66指示加熱器箱16沒有充滿，則泵12可以將額外的水排出到加熱器箱16中以將其頂起。加熱器箱16可能例如因為蒸發(fā)或其他方式損失水。這樣，排出到加熱器箱16的額外的水量顯著少于本文公開的其他實施例中的水量。在這一點上，系統(tǒng)10準備好啟動沖泡周期。

在另一方面，本文公開的系統(tǒng)500適于從碳酸飲料盒502產(chǎn)生碳酸飲料，該碳酸飲料盒502在其內(nèi)部腔室506中具有碳酸氣體前體504并且在其外部腔室510中具有可溶性飲料介質(zhì)508。系統(tǒng)500基本上類似于系統(tǒng)100、100'、100”、100”'，但是包括改進型沖泡頭18'和改進型沖泡室20'，該改進型沖泡室20'具有圍繞旋轉(zhuǎn)式入口針92同心地布置的旋轉(zhuǎn)式中空軸512。旋轉(zhuǎn)式中空軸512有助于打開內(nèi)部腔室506和外部腔室510之間的貫穿通道514以及碳酸飲料盒502的底部中的環(huán)形出口516。旋轉(zhuǎn)式入口針92將熱水注入內(nèi)部腔室506中，該熱水與碳酸氣體前體504反應以產(chǎn)生碳酸氣體。該碳酸氣體向上流過貫穿通道514并與可溶性飲料介質(zhì)508混合以形成碳酸飲料。然后，該碳酸飲料通過環(huán)形通道516分配到下面的飲料容器(諸如杯子26)中。

關(guān)于圖54，系統(tǒng)500通?？梢园ū?2，其將環(huán)境溫度水從貯存器14排出到加熱它的加熱器箱16并且最終輸送到?jīng)_泡頭18'，以便經(jīng)由旋轉(zhuǎn)式入口針頭92注入到碳酸飲料盒502。沖泡頭18'還包括圍繞旋轉(zhuǎn)式入口針92同心地布置的旋轉(zhuǎn)式中空軸512，從而在其間形成環(huán)形通道518。旋轉(zhuǎn)式中空軸512包括一個或多個突起或鍵520，其接合在內(nèi)部容器524上的互補突起或鍵522，而該內(nèi)部容器524形成碳酸飲料盒502的內(nèi)部腔室506。此外，旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512被配置成相對于沖泡頭18'垂直移動。也就是說，旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512的底端可以從大致在碳酸飲料盒502上方的位置移動到在其可刺穿蓋526下方的位置。旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512可以在相同或不同的方向上旋轉(zhuǎn)，同時或以相對于彼此不同的速度旋轉(zhuǎn)。在這方面，沖泡頭18'包括用于旋動旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)空心軸512的一個或多個馬達。如圖55中所示，單個馬達528可以例如經(jīng)由齒輪箱或傳動裝置554以不同速度或方向旋轉(zhuǎn)該入口針92和該空心軸512兩者。作為替代，兩個或更多個馬達(未圖示)可以獨立地旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中，旋轉(zhuǎn)式入口針92例如由電阻式加熱器530加熱。

系統(tǒng)500還包括冷水輸送導管532，該冷水輸送導管532將冷水供應到?jīng)_泡頭18'，用于經(jīng)由環(huán)形通道518最終輸送到碳酸飲料盒502。在一個實施例中，冷水導管532可從貯存器14延伸到?jīng)_泡頭18'。在這方面，系統(tǒng)500可以包括用于泵送水通過冷水導管的第二泵(未圖示)。如圖54中所示，冷水導管532可以從第二導管62延伸到?jīng)_泡頭18'。因此，泵12將水從貯存器14排出到加熱器箱16和環(huán)形通道518。輸送到?jīng)_泡器18'的冷水可以是直接來自貯存器14的環(huán)境溫度水或通過冷卻器或其他制冷單元534通往沖泡頭18'的冷卻水。

如以上簡要提及，系統(tǒng)500包括碳酸飲料盒502，其具有形成內(nèi)部腔室506的內(nèi)部容器524和形成外部腔室510的外部容器536。該碳酸飲料盒502以類似于美國專利第5273083、5413152和5553270號中所公開的瓶蓋和閥總成的方式操作，這些專利都通過引用整體并入本文。更具體地，如圖56中所示，外部容器536大體為圓柱形并且包含可溶性飲料介質(zhì)508(例如，糖漿)。入口管538從外部容器536的頂表面向下延伸到外部腔室510中。出口管540從外部容器536的底表面向下延伸。在這方面，入口管538布置在外部容器536內(nèi)部中(即，外部腔室510中)，而出口管540布置在外部容器536外部中。入口管538和出口管540的長度可以是外部容器536的高度的大約25-30％。雖然如此，但入口管538和出口管540可以根據(jù)需要而更長或更短。在一個實施例中，外部容器536的頂表面可以包括中心沉孔542，入口管538的頂部附接到該中心沉孔542。在這方面，碳酸飲料盒502的頂表面具有大致階梯形配置，其中其中心部分低于周邊。外部容器536的底部可以可選地包括斜面544，以將外部腔室536的內(nèi)容物引流到出口管540中。此外，外部容器536可以是本領(lǐng)域已知的任何合適的形狀(例如，矩形)。

內(nèi)部容器524通常為圓柱形，具有封閉底部和敞開頂部并且容納碳酸氣體前體504。內(nèi)部容器524包括提供與外部腔室510流體連通的貫穿通道514。內(nèi)部容器524的外表面包括布置在貫穿通道514上方的至少一個上部周向脊548a和布置在貫穿通道514下方至少一個中部周向脊548b。此外，內(nèi)部容器524的外表面包括布置成基本上在其底部附近的至少一個下部周向脊548c?？纱檀┥w526封閉內(nèi)部容器524的敞開頂部。蓋526略微大于內(nèi)部容器524的頂部，以允許通過超聲焊接點556或任何其他合適的方法(例如，粘合劑)與外部容器536連接。內(nèi)部容器524的外表面可以包括從其延伸出來的多個翅片或槳葉550。碳酸氣體前體504可以是固體形式(例如，粉末)的碳酸氫鈉(nahco3)和檸檬酸(c6h807)的混合物。雖然如此，但碳酸氣體前體504可以是處于在暴露于水時產(chǎn)生二氧化碳氣體的任何相中的任何物質(zhì)。

內(nèi)部容器524大致同心地布置在外部容器536內(nèi)并且配置成相對于其旋轉(zhuǎn)并垂直地移動。在這方面，外部腔室510是大致環(huán)形的，并且圍繞內(nèi)部容器524和內(nèi)部腔室506周向布置。更具體地，如圖56中所示，內(nèi)部容器524的上部和下部分別布置在入口管538和出口管540內(nèi)。這樣，上部周向脊548a和中部周向脊548b密封地鄰接入口管538的內(nèi)壁。類似地，下部周向脊548c密封地鄰接出口管540的內(nèi)壁。在這方面，上部周向脊548a防止任何東西經(jīng)由入口管538進入或離開外部腔室536的頂部，中部脊548b防止內(nèi)部腔室506和外部腔室510之間的任何流體連通，而下部周向脊548c防止任何東西通過出口管540進入或離開外部腔室510。周向脊548a、548b、548c與入口管538和出口管540之間的接觸必須足夠緊密以防止液體在其間通過，也足夠松散以允許內(nèi)部容器524相對于入口管538和出口管540移動。蓋526經(jīng)由超聲波焊接或粘合劑接合到外部容器536的頂部。在這方面，內(nèi)部容器524的頂部與入口管538的頂部大致是平的，并且蓋526還密封內(nèi)部腔室506和外部腔室510的頂部。

圖57圖示了根據(jù)本文公開的實施例的利用系統(tǒng)500產(chǎn)生碳酸飲料的方法(600)。步驟(602)-(612)基本上與步驟(202)-(212)相同。雖然碳酸飲料盒502放置在沖泡室20'而不是沖泡盒22中，步驟(614)與步驟(214)基本相同。此外，沖泡頭18'不包括如上所述的出口針96。因此，沒有東西刺穿碳酸飲料盒502的底部。在步驟(614)完成后，系統(tǒng)500準備好產(chǎn)生碳酸飲料。

在步驟(616)中，泵12將熱水注入內(nèi)部腔室506中以產(chǎn)生二氧化碳氣體。更具體地，如圖58中所示，旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512在步驟(616a)中向下移動，從而引起旋轉(zhuǎn)式中空軸512刺穿蓋526。這樣，旋轉(zhuǎn)式入口針92還獲得到內(nèi)部腔室506的通路。接下來，旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512在步驟(616b)中繼續(xù)向下移動，從而接觸內(nèi)部容器524并破壞蓋524和外部容器536之間的連接(例如，焊接點556)。這引起內(nèi)部容器524相對于外部容器536向下移動。這樣，如圖59中所示，中部脊548b不再與入口管538接觸，而下部脊548c不再與出口管540接觸。在這方面，允許在內(nèi)部腔室506和外部腔室510之間的流體連通。類似地，由于下部脊548c布置在出口管540的底部下方，因此流體可以流過出口管540進入下面的飲料容器(諸如杯子26)。在步驟(616c)中，旋轉(zhuǎn)式中空管512上的鍵520接合內(nèi)部容器524上的互補鍵522。在這方面，內(nèi)部容器524和旋轉(zhuǎn)式中空軸512現(xiàn)在一起既垂直又旋轉(zhuǎn)地移動。然后，泵12將熱水注入內(nèi)部腔室506中，以在步驟(616d)中與碳酸氣化前體504混合。熱水引起碳酸氣體前體504比環(huán)境溫度或更冷的水更快地釋放更大量的二氧化碳。接下來，馬達528使旋轉(zhuǎn)式入口針92旋轉(zhuǎn)。

下一步驟是在步驟(618)中旋轉(zhuǎn)式中空軸512以使內(nèi)部容器524相對于外部容器536旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512的運動的組合將熱水和碳酸氣體前體504劇烈混合，從而產(chǎn)生二氧化碳氣泡。在一個實施方案中，碳酸氣前體504是固體形式(例如，粉末)的碳酸氫鈉(nahco3)和檸檬酸(c6h8o7)的混合物。在這方面，碳酸氫鈉和檸檬酸與熱水反應形成檸檬酸鈉、水和二氧化碳氣體。布置在內(nèi)部容器536外部上的翅片550也旋轉(zhuǎn)，從而攪拌和混合可溶性飲料介質(zhì)508。旋轉(zhuǎn)式中空軸512可以沿不同方向或以不同于旋轉(zhuǎn)式入口針92的速度旋轉(zhuǎn)，以更劇烈地混合熱水和碳酸氣體前體504。

在步驟(620)中，泵12將冷水泵送通過環(huán)形通道518進入內(nèi)部容器536。更具體地，內(nèi)部腔室506中的二氧化碳氣泡上升到其頂部，以通過通道514向外行進?？梢詮膬?nèi)部腔室506中的熱水中的碳酸氣體前體504釋放一小部分二氧化碳氣泡。溫水用于更快速和有效地在其中溶解二氧化碳氣體。然后，碳酸水通過通道514流入外部腔室510。該通道514可以包括網(wǎng)篩或其他過濾劑，以防止干燥前體504離開內(nèi)部腔室506。特別地，上部脊548a防止碳酸水通過入口管538向上流動并且離開碳酸飲料盒502的頂部。然而，中部脊548b布置在入口管538的底部下方，從而允許碳酸水容易地流入外部腔室510。在這方面，注入內(nèi)部腔室506的冷水允許充分混合溶解到由旋轉(zhuǎn)式針92注入的相對較暖的水中的二氧化碳。

在步驟(622)中，外部腔室中的碳酸水與可溶性飲料介質(zhì)508混合，從而產(chǎn)生碳酸飲料。翅片550攪拌并攪動碳酸水和可溶性飲料介質(zhì)508以在其中產(chǎn)生湍流，從而進一步促進混合和均勻化過程。

在步驟(624)中，碳酸飲料從出口管540分配進入下面的飲料容器(諸如杯子26)。如上面更詳細地討論那樣，在步驟(616)中并且如圖59中所示，下部脊548c已經(jīng)移動到出口管540的底部下方的位置。在這方面，環(huán)形出口516是敞開的，從而允許碳酸飲料流過其中。在這一點上，用戶可以享受新鮮的碳酸飲料。

旋轉(zhuǎn)式中空軸512和旋轉(zhuǎn)式入口針92在步驟(626)中縮回(即，向上移動)，從而將內(nèi)部容器524拉回到其初始位置。當入口針92脫離與內(nèi)部容器524的接合時，系統(tǒng)500可以用水清潔入口針92。在步驟(626a)中，旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512停止旋轉(zhuǎn)。接下來，旋轉(zhuǎn)式入口針92和旋轉(zhuǎn)式中空軸512在步驟(626b)中向上移動，從而將內(nèi)部容器524拉回到原始位置(即，步驟(616)之前的位置)。這里，中部脊548b處于與入口管538密封接觸以防止內(nèi)部腔室506和外部腔室510之間的流體連通，而下部脊548c與出口管540密封接觸以防止任何液體流過其中。在這方面，下部脊548c防止任何殘留的可溶性飲料介質(zhì)508或碳酸飲料在飲料產(chǎn)生之后從碳酸飲料盒502泄漏出去。在步驟(626c)中，旋轉(zhuǎn)式中空軸512與內(nèi)部容器524脫離。

具體地，旋轉(zhuǎn)式中空軸512上的鍵520脫離碳酸飲料盒502上的互補鍵522。圖61圖示了在步驟(626)完成之后的碳酸飲料盒502和沖泡頭18'。在這一點上，用戶可以打開沖泡頭18'，并去除并丟棄用過的碳酸飲料盒502。

本文公開的沖泡系統(tǒng)10可以包括密封環(huán)702和一個或多個排泄通道704，以捕集在飲料產(chǎn)生期間從沖泡盒22中逸出的任何水并排泄進入在下面的飲料容器(例如，杯子26)中。更具體地，如圖62中所示，上部鉗口88b包括圍繞沖泡室20外部周向布置的密封環(huán)702。當沖泡室20關(guān)閉時，下部鉗口88a和上部鉗口88b壓縮其間的密封環(huán)702，以在沖泡室20周圍提供液密密封。在這方面，加熱的液體和蒸汽不能通過下部鉗口88a和上部鉗口88b之間的配合表面逸出。密封環(huán)702可以由塑料構(gòu)成，但也可以由硅樹脂、乙烯丙烯二烯單體(epdm)橡膠或本領(lǐng)域已知的任何其他合適的材料制成。下部鉗口88a包括一個或多個排泄通道704，所述一個或多個排泄通道704從布置成從沖泡室20徑向向外并從密封環(huán)702徑向向內(nèi)的沖泡盒22的一部分中穿過其延伸。在這方面，在沖泡周期期間在沖泡室20內(nèi)產(chǎn)生的任何液體或蒸汽流過排泄通道704，并且最終分配到下面的杯子26中。這防止液體在下部鉗口88a和上部鉗口88b之間逃逸出去并返回到?jīng)_泡器外殼中。在這方面，沖泡室20是唯一的“濕潤”區(qū)域(即，暴露于流體的區(qū)域)，而由沖泡器外殼封閉的區(qū)域保持基本上干燥并且沒有液體。

如圖66中所示，冷凝可能引起加熱器箱水位傳感器66、66'、66”向微控制器50發(fā)送指示加熱器箱16充滿的錯誤讀數(shù)。如上文更詳細討論那樣，傳感器66包括發(fā)射器74，該發(fā)射器74發(fā)射穿過腔體68的光束76以由感光器78接收。當加熱器箱16未充滿時(如圖64中所示)，感光器78接收光束76。相反，當加熱器箱16充滿時(如圖65中所示)，浮子80阻擋光束76。加熱器箱16將其中的水和加熱器箱傳感器66中的水加熱到接近水的沸騰溫度(例如，192°f)的沖泡溫度。當這種水冷卻時，例如在制造節(jié)能器期間，空氣中的蒸汽或水分可能以液滴或氣泡形式冷凝在腔體68的內(nèi)壁上。這些液滴或氣泡在腔體68的壁上形成各種凹凸的光折射表面。這可以引起光束76發(fā)散到多個方向，從而顯著地降低不然將被感光器78接收的強度。在這方面，腔體68的壁上的液滴或氣泡引起光束76中的射線散射。這樣，顯著的冷凝可能將光束76削弱到感光器76不再讀取光束的程度。在這方面，控制器50可能識別加熱器箱16為滿載。錯誤加熱器箱傳感器讀數(shù)可以防止系統(tǒng)10沖泡期望的份量。

在這方面，在啟動沖泡周期(即，步驟(216)和(218))之前，泵12可以從貯存器14向加熱器箱16輸送頂格量的水，以確保加熱器箱16完全充滿。如上面更詳細討論那樣，來自加熱器箱16的溢流流入大氣排放管150，而其溢流回到貯存器14中。頂格量的水是足夠大到確保加熱器箱16和大氣排放管150在沖泡周期啟動時完全充滿的水量。具體來說，頂格量是可能從加熱器箱16發(fā)生的最大蒸發(fā)量、大氣排放管150的量和一個安全量之和，該安全量是引起在大氣排放管150中的水溢出到貯存器14中的額外水量。安全量類似于安全系數(shù)起作用。這樣，微控制器50確切地知道在沖泡周期啟動時系統(tǒng)10中有多少水，從而允許系統(tǒng)10一致輸送正確的份量?？刂破?0具體地知道系統(tǒng)中的水量，因為其是加熱器箱16和大氣排放管150(每一個都是滿的)中的體積的函數(shù)。例如，如果最大預期蒸發(fā)量為0.5盎司并且大氣排放管15保持了2盎司水，則頂格量可以是2.7盎司(即，0.5盎司用以補償蒸發(fā)，2盎司用以填充大氣排放管，以及0.2盎司用作安全量)。在這方面，至少0.2盎司將流回到貯存器14中，但是這確保加熱器箱16和大氣排放管150完全充滿。

在圖67和68中所示的替代實施例中，加熱器箱水位傳感器66”'包括布置在加熱器箱水位傳感器66的底部的發(fā)射器74”'和感光器78”'。在這方面，當加熱器箱16未充滿時(如圖67中所示)，浮子80'阻擋感光器78”'接收光束76。這里，當加熱器箱16未充滿時，浮子80'位于腔體68的底部。當傳感器66中的水位超過發(fā)射器74”'和感光器78”'的水平時(如圖68中所示)，浮子80'最終被推出對光束76的阻擋。這樣，當感光器接收到光束76時，微控制器50知道加熱器箱16充滿。

如圖66中所示，因為冷凝發(fā)生在腔體68的頂部，因此就如傳感器66、66'、66”那樣，傳感器66”'不受冷凝的影響。在這方面，因為在感光器78”'布置在其中的腔體68的底部處沒有冷凝，即當浮體80'不再阻擋光束76的透射時其被填充水，所以冷凝不能不分散光束76。當腔體68充滿時，其中的水不影響傳感器讀數(shù)。其不是引起光束76中的發(fā)散的水本身。相反，由水的表面張力形成的腔體68的壁上的水滴或氣泡的凹面和凸面引起光束76分散或散射。當加熱器箱16充滿時，在這些表面上沒有水滴，如圖68中所示。這樣，光束76穿過水而沒有總是導致錯誤讀數(shù)的任何顯著發(fā)散。

沖泡系統(tǒng)10的另一個特征是，沖泡器電路(例如，微控制器50)可以包括確定在沖泡周期的操作期間何時無意地或有目的地去除貯水器14的邏輯電路。在這個感測的條件下，微控制器50例如可以斷開一些或所有操作設(shè)備(諸如泵12、加熱元件56等)，以確保安全性和正確關(guān)閉。在沖泡周期期間去除貯存器14就立即切斷環(huán)境水供應。結(jié)果，泵12不再從貯存器14排水，而是如上所述地將空氣泵送到加熱器箱16中以輸送到?jīng)_泡頭18。在這種情況下，如果流量計48(例如，如圖1和16中所示)包括在沖泡系統(tǒng)10中，該流量計48可能失效。通過加熱器箱16泵送的空氣在進入沖泡頭18之前進入加熱器箱液位傳感器66。加熱器箱液位傳感器66可以被設(shè)計成測量其中的湍流，例如以便在沖泡周期期間檢測貯存器14的去除。例如，這可以通過使用測量流過加熱器箱液位傳感器66的起泡湍流的光傳感器(發(fā)射器/接收器)來實現(xiàn)。這里，微控制器50可以在加熱器箱液位傳感器66在其中觀察到湍流起泡達某一預定持續(xù)時間時識別為貯存器14已經(jīng)被去除。

作為替代，傳感器66可測量浮子80、80'、80”阻擋光束334在發(fā)射器332與感光器336之間行進的速率。注意，由于空氣和水的正常運動以及其中的壓力波動，在沖泡周期期間，浮子80、80'、80”在加熱器箱液面?zhèn)鞲衅?6內(nèi)可能有一些運動。然而，在這方面，在正常操作條件下，浮子80、80'、80”的運動應當是間歇的。因此，微控制器50可以被配置成識別以下條件：系統(tǒng)10何時沒有啟動“吹掃”周期以及加熱器箱液位傳感器66何時連續(xù)重復(并且在某個預定時間幀內(nèi))地測量或識別到一些最小閾值數(shù)量的重復脈沖或跳動(即，浮子80、80'、80”可能阻擋光束334，然后不阻擋光束334)。例如，在一個實施例中，當加熱器箱液位傳感器66在幾秒內(nèi)測量到20或40個連續(xù)脈沖時，微控制器50可以識別為在沖泡周期期間從系統(tǒng)10去除了貯存器14。所述脈沖是通過加熱器箱液位傳感器66的空氣起泡的結(jié)果。

在另一個實施例中，系統(tǒng)10可以包括伺服反饋回路，其被設(shè)計成通過加熱元件56控制加熱器箱16中的水的加熱。該伺服反饋回路是比例微分回路或pid控制器?；旧?，pid控制器計算作為測量到的過程變量(例如，在任何給定時間點上該加熱器箱16內(nèi)的可變溫度)和期望設(shè)定點(例如，期望的沖泡溫度)之間的差的誤差值。pid控制器嘗試通過使用被操控變量來調(diào)節(jié)沖泡過程以使該誤差最小化。在這方面，加熱器箱16中的水的溫度和期望的沖泡溫度(例如，當其中的水是環(huán)境溫度時)之間的較大差可能引起微控制器50為了更快加熱其中的水的目的而增加加熱元件56的強度。pid控制器可以連續(xù)地或間歇地(例如，每幾秒或微秒)測量該誤差值的變化率，并且隨著該誤差由于加熱器箱16中的溫度變得更接近于所期望的沖泡溫度而變得更小，而抑制加熱元件56。換句話說，pid控制器可以允許沖泡系統(tǒng)10更快地加熱加熱器箱16中的水而不過熱。

雖然已經(jīng)為了說明的目的而詳細描述了若干實施例，但是在不脫離本公開的范圍和精神的情況下可以進行各種修改。因此，除了所附權(quán)利要求之外，本公開不受限制。

在另一個實施例中，碳酸化系統(tǒng)500可以在二氧化碳氣體產(chǎn)生步驟(即步驟(616))期間使用感應式加熱來加熱由旋轉(zhuǎn)式入口針92輸送到碳酸飲料盒502的內(nèi)部腔室506中的水。更具體地，沖泡頭18可以包括高壓感應線圈802，其從電流源362接收高頻交流電。微控制器50和/或btt358可以控制交流電到線圈802的輸送。當旋轉(zhuǎn)式入口針92處于其降低的輸水位置(即在步驟(616d)期間)的位置時，線圈802可以環(huán)繞旋轉(zhuǎn)式入口針92的至少一部分。在這方面，線圈802可以位于如圖69中所示的下部鉗口88a或上部鉗口88b中。旋轉(zhuǎn)式入口針92可以由諸如鋼或其他含鐵金屬之類的導電材料構(gòu)成，以便于熱傳導和感應式加熱。

如圖69中所示，線圈802將進入旋轉(zhuǎn)式入口針92的室溫水轉(zhuǎn)換成熱水以便于二氧化碳產(chǎn)生過程。在這方面，泵12將室溫水從貯存器14泵送到旋轉(zhuǎn)式入口針92。流過線圈802的交流電在旋轉(zhuǎn)式入口針92和流過其中的水中產(chǎn)生渦流(即，圓形電流)。旋轉(zhuǎn)式入口針92和水的內(nèi)部電阻耗散渦流，從而產(chǎn)生增加旋轉(zhuǎn)式入口針92和流過其中的水的溫度的熱量(即，電阻式加熱)。

因為鋼和大多數(shù)其他含鐵金屬具有比水更低的比熱容，所以旋轉(zhuǎn)式入口針92將通常比水加熱更快。在這方面，熱量將從較熱的旋轉(zhuǎn)式入口針92擴散到流過其中的相對較冷的水(即，經(jīng)由熱傳導)，從而進一步加熱進入碳酸飲料盒的水。這樣，線圈802可以消除或以其他方式補充電阻針加熱器530。

如將在下面進一步描述那樣，除了上述實施例之外，各種附加特征可以結(jié)合到本公開的實施例中。

如在通過引用整體并入本文的美國臨時專利申請61/940290(’290申請)中所述，根據(jù)本公開的入口噴嘴(諸如圖9中所示的入口針92)可以以許多不同的方式移動。這些方式包括但不限于：

垂直或水平平移運動；

入口針圍繞遠離入口針的軸線旋轉(zhuǎn)，諸如(但不限于)圓周運動；

入口針圍繞其自身的中心軸線旋轉(zhuǎn)；

旋轉(zhuǎn)的“樞轉(zhuǎn)”，其中入口針的基座保持靜止，而針的底部旋轉(zhuǎn)時(或者基座以小于或大于針的底部的旋轉(zhuǎn)半徑的半徑來旋轉(zhuǎn))；和/或

垂直和/或水平振動和/或振蕩運動。

入口針移動的許多不同方式是可能的，上述列表不應被認為是任何方式的限制。另外，入口針的移動可以與通過入口針出口的水流協(xié)調(diào)，以便最大化性能。在本公開的一個實施例中，入口針可以執(zhí)行“針頭沖泡周期”以便最大化性能。針沖泡周期的第一階段可以包括在開始入口針的移動之前使水流過入口針出口。這可以使得材料(例如咖啡渣滓)能夠從入口針出口中排出去。接下來，如以上和美國臨時專利申請61/940290中所述，入口針可以開始其運動周期。在開始入口針的移動之前開始水的流動可以防止盒內(nèi)的材料粘住入口針，這可能導致堵塞。

在接近針沖泡周期結(jié)束時，入口針可以結(jié)束其移動，而水繼續(xù)流動。這可以使得材料能夠從在其最終靜止位置上的入口針出口中排出去，從而防止當沖泡頭打開并且入口針去除時入口針出口的任何堵塞。

本公開的實施例可以執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)和裝置的功能，同時消除現(xiàn)有技術(shù)的組件。例如，在本公開的實施例中，可以在不使用流量計的情況下測量流體流量。圖3示出了根據(jù)本公開的系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)可以不包括流量計。如前所述，泵12可以用作空氣泵和加熱器泵兩者。另外，在本公開的一些實施例中，泵可以用作流量計和壓力調(diào)節(jié)器。

根據(jù)本公開的泵可以用作如于2015年2月5日提交的美國臨時專利申請第62/112627號中所描述的壓力調(diào)節(jié)器和/或流量計，其全部內(nèi)容通過引用完全并入本文。在泵12的每次泵送動作(例如，泵12的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)或泵12的活塞的運動)時，電流讀數(shù)可能由于正在完成的工作和/或流體排出而達到尖峰。因為每個電流尖峰可以對應于從泵發(fā)送的水量，所以這些電流讀數(shù)可以用于計算流量。此外，通過監(jiān)測正在排出的流體量，泵可以用作系統(tǒng)10內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)器。通過基于電流讀數(shù)而不是例如使用流量計或光學傳感器來計算流速，可以消除組件，導致更具成本效益的系統(tǒng)。

在一些情況下，由于例如電流讀取誤差，電流中的尖峰可能未記錄，因此某些流體運動可能為記錄在上述流量計算中。在這種情況下，例如可以通過識別缺失脈沖并在最終流速計算中補償該缺失脈沖的代碼來校正電流脈沖校正。

流速和電流計算的其他方式也是可能的。例如，可以測量運行泵的馬達附近的磁通量，并且由此可以計算傳輸?shù)奖玫碾娏髁浚桓鶕?jù)該電流可以計算流速。可以測量馬達和/或泵的許多不同特性和/或可測量特性，以便計算總流速，這些特性包括但不限于：由馬達內(nèi)部的電弧產(chǎn)生的光；馬達內(nèi)部或外部產(chǎn)生的熱量；由馬達和/或泵產(chǎn)生的聲音；和由馬達和/或泵產(chǎn)生的振動運動。

本公開的實施例還可以包括用于防止通常在咖啡機中使用的盒的變形的組件。典型的盒在遇到高溫的水時會變形。用于保持盒的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)通常簡單地保持盒在其頂部，因此允許在盒的整個主體的最高部分下方變形。如圖70中所示，在本公開的實施例中，變形屏障3006可以抵靠盒3004的大部分或全部側(cè)壁形成。這可以允許將盒3004加熱到更高的溫度，諸如通常與濃縮咖啡沖泡相關(guān)聯(lián)的那些溫度。變形屏障3006可以被偏置，以便諸如通過類似彈簧和/或液壓系統(tǒng)壓靠在盒3004上。

另外，根據(jù)本公開的變形屏障可以包括用于冷卻盒3004的系統(tǒng)。例如，變形屏障3006可以是雙壁的，并且包括通過其中的液體流(諸如水)。變形屏障3006可以是導熱的，以便將熱量從盒3006帶走。這種水可以用于冷卻盒3004的外壁，以防止盒變形。根據(jù)本公開的變形屏障3006的實施例包括但不限于剛性屏障和非剛性屏障，諸如可變形囊。

本公開的一些實施例可以包括盒的預加熱，以便實現(xiàn)某種產(chǎn)品。例如，由于盒3004的散熱能力，4盎司的沖泡器或例如1.5-2盎司的濃咖啡沖泡將失去比例上更多的熱量(與8盎司沖泡相比)。這樣，預熱盒3004可有利于減少熱損失。為了實現(xiàn)這一點，可以將加熱器箱(例如，圖3中的加熱器箱16)中的水加熱到產(chǎn)生蒸汽的點。然后，可以將該蒸汽泵送通過入口針(諸如入口針3002)，以便預加熱盒3004和/或屏障3006。這種預加熱可以防止從通過系統(tǒng)的流體損失熱量，從而向用戶提供更熱的產(chǎn)品。在一些實施例中，泵送到盒3004中的蒸汽量可以轉(zhuǎn)換成液體量，并且包括在泵送到盒中的總量的計算中。

本公開的一些實施例可以包括在流體流動中處于盒之后的額外加熱器。例如，可以使用升壓加熱器。如圖71中所示，元件4006可以包括在盒(諸如盒4004)的下游。元件4006可以與漏斗類似地起作用，以便提供向用戶杯的方便傾倒。另外，元件4006(以下稱為“漏斗”)可以被加熱以便提供更熱的最終產(chǎn)品。因為進入盒4004的流體還沒有被漏斗4006加熱，所以通過加熱漏斗4006，可以防止盒4004的變形。

微處理器50的存儲器可以以固件和/或軟件方式實現(xiàn)。固件和/或軟件實現(xiàn)方法可以用執(zhí)行本文所述的功能的模塊(例如，過程、函數(shù)等)來實現(xiàn)。有形地實施指令的機器可讀介質(zhì)可以用于實現(xiàn)本文所描述的方法；例如，條形碼和/或upc代碼可以包括在盒上并且例如由飲料頭中的光學傳感器讀取。例如，軟件代碼可以存儲在存儲器中并由處理器單元(例如，處理器50)執(zhí)行。存儲器可以在處理器單元內(nèi)實現(xiàn)或在處理器單元外部實現(xiàn)。如本文所使用，術(shù)語“存儲器”是指長期、短期、易失性、非易失性或其他存儲器的類型，并且不限于特定類型的存儲器或存儲器數(shù)量，或存儲器存儲在其上的介質(zhì)類型。

如果以固件和/或軟件實現(xiàn)，則功能可以作為一個或多個指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上。示例包括用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的計算機可讀介質(zhì)和用計算機程序編碼的計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)包括物理計算機存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是可由計算機存取的可用介質(zhì)。作為示例而非限制，這樣的計算機可讀介質(zhì)可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盤存儲器、磁盤存儲器或其他磁存儲裝置或可以用于存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼并且可由計算機存取的其他介質(zhì)；本文所使用的磁盤和光盤包括壓縮光盤(cd)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(dvd)、軟盤和藍光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤使用激光以光學方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合也應包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

除了存儲在計算機可讀介質(zhì)上之外，指令和/或數(shù)據(jù)還可以被提供為包括在通信裝置中的傳輸介質(zhì)上的信號。例如，通信裝置可以包括具有指示指令和數(shù)據(jù)的信號的收發(fā)器。指令和數(shù)據(jù)被配置成引起一個或多個處理器實現(xiàn)權(quán)利要求中概述的功能。

雖然已經(jīng)詳細描述了本公開及其優(yōu)點，但是應當理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本公開的技術(shù)的情況下，可以在此進行各種改變、替換和變更。例如，關(guān)于沖泡器使用了諸如“上方”和“下方”之類的關(guān)系術(shù)語。當然，如果沖泡器被倒置，上面就變成下面，反之亦然。另外，如果側(cè)著定向，則上方和下方可能是指沖泡器的側(cè)面。此外，本申請的范圍不旨在限于說明書中所描述的過程、機器、制造品、物質(zhì)組成、部件、方法和步驟的特定配置。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將從本公開容易地理解，目前存在或以后開發(fā)的執(zhí)行基本上相同功能或?qū)崿F(xiàn)基本上與本文描述的相應配置相同的結(jié)果的過程、機器、制造品、物質(zhì)組成、部件、方法或步驟都可以根據(jù)本公開利用。因此，所附權(quán)利要求旨在將這些過程、機器、制造品、物質(zhì)組成、部件、方法或步驟包括在其范圍內(nèi)。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進一步了解，結(jié)合本文的公開內(nèi)容描述的各種說明性邏輯電路塊、模塊、電路和算法步驟可實施為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種可互換性，上面已經(jīng)在其功能方面一般性地描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路和步驟。這種功能是實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于特定應用和施加在整個系統(tǒng)上的設(shè)計約束。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定應用以不同方式實施所描述的功能，但此類實施決策不應被解釋為引起脫離本公開的范圍。

結(jié)合本文的公開內(nèi)容描述的各種說明性邏輯電路塊、模塊和電路可以用設(shè)計成執(zhí)行本文所述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其他可編程邏輯電路器件、離散門或晶體管邏輯電路、離散硬件組件或其任何組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替代方案中，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可以被實現(xiàn)為計算裝置的組合，例如dsp和微處理器的組合、多微處理器、結(jié)合dsp核心的一個或多個微處理器或任何其他這樣的配置。

結(jié)合本公開描述的方法或算法的步驟可直接以硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合來實施。軟件模塊可以駐留在ram、閃存、rom、eprom、eeprom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom或本領(lǐng)域已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。示例性存儲介質(zhì)聯(lián)接到處理器，使得處理器可以從存儲介質(zhì)讀取信息并且向存儲介質(zhì)寫入信息。在替代方案中，存儲介質(zhì)可以集成到處理器。處理器和存儲介質(zhì)可以駐留在asic中。asic可以駐留在用戶終端中。作為替代，處理器和存儲介質(zhì)可以作為離散組件駐留在用戶終端中。

在一個或多個示例性設(shè)計中，所描述的功能可以以硬件、軟件、固件或其任何組合實現(xiàn)。如果以軟件實現(xiàn)，則這些功能可以作為一個或多個指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上或通過計算機可讀介質(zhì)傳輸。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)，該通信介質(zhì)包括便于將計算機程序從一個地方傳送到另一個地方的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是可由通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C存取的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限制，這樣的計算機可讀介質(zhì)可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盤存儲器、磁盤存儲器或其他磁存儲裝置、或可以用于攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的指定程序代碼部件并且可以由通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C存取的任何其他介質(zhì)、或通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C。此外，任何連接被適當?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(dsl)或諸如紅外、無線電和微波之類的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務器或其他遠程源傳輸軟件，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、dsl或諸如紅外、無線電和微波之類的無線技術(shù)包括在介質(zhì)的定義中。本文所使用的磁盤和光盤包括壓縮光盤(cd)、激光盤、光盤、數(shù)字通用光盤(dvd)，軟盤和藍光光盤，其中磁盤通常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤用激光光學地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合也應包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

提供本公開的描述以使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠制作或使用本公開。對本公開的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且在不脫離本公開的精神或范圍的情況下，本文限定的一般原理可以應用于其他變型。因此，本公開不旨在限于本文所描述的示例和設(shè)計，而是被賦予與本文公開的原理和新穎特征一致的最寬范圍。

雖然已經(jīng)為了說明的目的而詳細描述了若干實施例，但是在不脫離本公開的范圍和精神的情況下可以進行各種修改。因此，本公開不受本文給出的示例的限制，而是被設(shè)想為包括所附權(quán)利要求中描述的范圍和所附權(quán)利要求的等同物的全部范圍。

雖然已經(jīng)為了說明的目的而詳細描述了若干實施例，但是在不脫離本公開的范圍和精神的情況下可以進行各種修改。因此，本公開不受本文給出的示例的限制，而是被設(shè)想為包括所附權(quán)利要求中描述的范圍和所附權(quán)利要求的等同物的全部范圍。