咖啡沖泡設備的制作方法

本發(fā)明涉及一種用于制備咖啡飲料的設備。特別地，本發(fā)明涉及一種全自動咖啡設備。

背景技術(shù)：

1、全自動咖啡機被配置為以自動方式制備咖啡，首先，制備加壓咖啡，例如，濃縮咖啡、芮斯崔朵咖啡、加長咖啡、美式咖啡等。

2、為此，通常，在全自動咖啡機中，在沖泡腔室中制備加壓咖啡，該沖泡腔室被配置為接收一定量的經(jīng)烘焙并且研磨(r&g)的咖啡粉，借助于至少一個可移動活塞壓縮所述一定量的咖啡，并且引入加壓水穿過壓縮的咖啡粉以提取咖啡。最后，所提取的咖啡飲料從沖泡腔室的出口流出到飲料杯中。

3、咖啡消費者要求越來越多的種類并且想要飲用除加壓咖啡之外的其它類型的咖啡，特別是所謂的滴濾或過濾式咖啡，這種咖啡是通過使r&g咖啡粉與熱水在低壓下接觸而制備的長咖啡。需要一種對能夠制備加壓咖啡和過濾式咖啡的全自動機器。

4、存在不同的解決方案，以滿足這種需要。

5、一些全自動咖啡機提供外部附件，例如，咖啡壺(ep3669715)或特定的咖啡室(de102018125703)，該外部附件被配置為容納r&g咖啡粉并且使從機器分配的熱水通過所述附件和咖啡粉。然而，這種附件的處理對于操作者來說是麻煩的：該附件必須手動地填充有咖啡粉，該附件手動地附接到機器的水分配出口，并且最后，必須去除所提取的咖啡，并且手動地清潔該附件。

6、其它全自動機器使得能夠通過控制活塞在全自動機器的腔室中的運動來制備加壓咖啡或過濾式咖啡。

7、jp2002183827提出控制活塞的運動，以便當選擇過濾式咖啡時提取具有未被壓縮的咖啡粉的咖啡，而當選擇加壓咖啡時控制活塞移動，以壓縮咖啡粉。

8、us2014150664、wo2014119414和ep3253263公開了一種類似的方法。

9、在這些現(xiàn)有技術(shù)中，沒有提供將水的壓力調(diào)節(jié)到在沖泡腔室中制備的咖啡類型的重要性的興趣?？雌饋?，用于制備過濾式咖啡的壓力更多地是由活塞的位置設定的腔室的尺寸的結(jié)果，而不是要引入到腔室內(nèi)的水的特定壓力的選擇。

10、結(jié)果，過濾式咖啡的制備不是最佳的。

11、一種解決方案是從可調(diào)節(jié)流量泵提供加壓熱水，控制該可調(diào)節(jié)流量泵，以在不同壓力下提供水，如ep1267685中那樣，或者為沖泡腔室提供兩個不同的咖啡飲料出口，這兩個不同的咖啡飲料出口被配置為在不同壓力閾值下打開，如us2014150664中那樣。然而，這樣的實施方案復雜且昂貴。

12、本發(fā)明的目的是解決上述存在的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在本發(fā)明的第一方面，提供了一種全自動咖啡機，所述機器包括：

2、-咖啡提取單元，所述咖啡提取單元包括：

3、.沖泡腔室，該沖泡腔室用于接收經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉，所述腔室包括上部邊緣和底壁，和

4、.上部活塞，

5、.所述上部活塞被配置為能夠移動穿過沖泡腔室的上部邊緣，并且在沖泡腔室內(nèi)進一步移動以使沖泡腔室和上部活塞相對移動，和

6、.進水口，

7、.液體出口導管，

8、.下部活塞，該下部活塞能夠在所述沖泡腔室內(nèi)在以下位置之間移動：

9、.最低位置，其中，下部活塞位于沖泡腔室的底壁上，和

10、.最高位置，其中，下部活塞位于沖泡腔室的上部邊緣處，

11、.咖啡渣的排放裝置，

12、.其中，沖泡腔室和/或上部活塞能夠在以下位置之間相對移動：

13、.打開位置，用于引入經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉或排出提取后的經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉；和

14、.至少兩個不同的第一關(guān)閉位置和第二關(guān)閉位置，該至少兩個不同的第一關(guān)閉位置和第二關(guān)閉位置被配置用于沖泡經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉，其中，該第一關(guān)閉位置被配置用于在沖泡期間壓實咖啡，并且該第二關(guān)閉位置被配置用于在沖泡期間不壓實咖啡，

15、-加壓熱水流體系統(tǒng)，該加壓熱水流體系統(tǒng)至少包括供水系統(tǒng)、水加熱裝置和水泵，其中，所述系統(tǒng)連接到咖啡提取單元的進水口，其中，流體供應系統(tǒng)包括在水泵下游的壓力旁通閥，并且其中，由所述壓力旁通閥分配的流體的預先確定的閾值壓力是能夠調(diào)節(jié)的，優(yōu)選地能夠由機動致動器調(diào)節(jié)，并且

16、其中，全自動咖啡機包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被配置為：

17、-將沖泡腔室和/或上部活塞移動到第一關(guān)閉位置或第二關(guān)閉位置，用于沖泡經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉，并且

18、-當沖泡腔室和上部活塞分別處于第一關(guān)閉位置和第二位置時，將由壓力旁通閥分配的流體的預先確定的閾值壓力分別調(diào)節(jié)到第一預先確定的閾值壓力和第二預先確定的閾值壓力。

19、咖啡提取單元包括沿著縱向軸線設計和定向的沖泡腔室。該軸線可以基本上垂直地定向，或者相對于垂直方向傾斜，或者甚至基本上水平地定向。

20、沖泡腔室限定內(nèi)部體積，該內(nèi)部體積被配置用于接收待提取的一定劑量的經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉，優(yōu)選地接收經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡。通常，腔室呈圓柱形，具有從底壁向上延伸至上部邊緣的側(cè)壁。圓柱形形狀的縱向軸線優(yōu)選地基本上垂直地定向。

21、沖泡腔室的頂部打開，以使得能夠引入待提取的咖啡粉。

22、提取單元包括進水口，該進水口被配置為將水引入該腔室內(nèi)部，以提取存在于該腔室內(nèi)的咖啡粉。

23、咖啡機包括能夠移動通過腔室的內(nèi)部體積的兩個活塞。

24、第一活塞能夠移動通過腔室的上部并且被稱為上部活塞。該上部活塞被設計成能夠移動穿過沖泡腔室的上部邊緣，并且在沖泡腔室內(nèi)進一步移動以使沖泡腔室和上部活塞相對移動。該上部活塞被設計成使得能夠壓縮存在于腔室內(nèi)部的咖啡粉，并且因此，上部活塞也被稱為壓縮活塞。

25、第二活塞被稱為下部活塞。下部活塞能夠在沖泡腔室內(nèi)在兩個端部位置之間移動。一個端部位置是第二活塞在腔室內(nèi)的最低位置。在該最低位置中，下部活塞的頭部位于沖泡腔室的底壁上。通常，在將咖啡粉引入腔室內(nèi)的操作期間以及在用水提取咖啡粉的操作期間，下部活塞定位在該較低位置。

26、另一端部位置是第二活塞在腔室內(nèi)的最高位置。在該較高位置，下部活塞的頭部的上表面在沖泡腔室的上部邊緣處。通常，在從腔室排出提取后的咖啡粉的操作期間，下部活塞定位在該較高位置處。

27、下部活塞包括頭部和桿，因此，下部活塞也被稱為壓縮活塞。

28、下部活塞包括頭部和桿。

29、下部活塞被組裝到?jīng)_泡腔室，使得其活塞桿延伸穿過沖泡腔室的底壁中的開口，桿的底部自由端位于腔室外部。活塞桿被配置為在開口內(nèi)上下移動。

30、提取單元包括液體出口導管。該導管能夠從腔室分配所提取的飲料，優(yōu)選地分配咖啡。通常，該導管從活塞延伸到用于分配杯子中的飲料的噴嘴。

31、咖啡提取單元可以被配置為實施自頂向下的提取(重力提取)或被配置為實施自底向上的提取(反重力提取)。

32、在被配置用于自底向上提取的單元中，通過腔室的底部引入水，并且通過腔室的頂部分配提取的咖啡。通常，對于自底向上配置：

33、-該進水口定位在腔室的側(cè)壁內(nèi)部，優(yōu)選地靠近底壁。

34、-下部活塞的頭部呈現(xiàn)水開口，這些水開口被配置為將水從進水口向上引入到存在于腔室內(nèi)部的咖啡粉中，

35、-上部活塞包括液體出口導管。

36、在被配置用于自頂向下提取的單元中，通過腔室的頂部引入水，并且通過腔室的底部分配提取的咖啡。通常，對于自頂向下配置：

37、-進水口位于上部活塞內(nèi)，

38、-上部活塞的頭部呈現(xiàn)水開口，該水開口配置為將水從進水口向下引入并且引入到存在于腔室內(nèi)部的咖啡粉中，

39、-下部活塞包括液體出口導管。

40、該機器包括支撐框架，沖泡腔室安裝在該支撐框架上。

41、沖泡腔室和兩個活塞的相對移動可通過以下方式無區(qū)別地實現(xiàn)：

42、-保持沖泡腔室固定到支撐框架上，并且在該腔室內(nèi)部和/或外部致動活塞，

43、和/或

44、-相對于支撐框架致動沖泡腔室，同時活塞保持固定或由保持它們的腔室的移動被動地驅(qū)動。

45、在一個優(yōu)選的實施方案中，能夠通過驅(qū)動部件使沖泡腔室移動。驅(qū)動部件可以是齒條或任何其他已知的部件。

46、在該實施方案中，優(yōu)選地：

47、-上部活塞是固定的，

48、-下部活塞的桿包括自由底端，該自由底端位于沖泡腔室外部并且能夠與所述活塞和所述腔室一起移動，

49、-設備包括固定的底部止動壁，該底部止動壁能夠接觸下部活塞的桿的底端，

50、-下部活塞的移動取決于沖泡腔室的移動和/或者自由底端與下止動壁的接觸或下部活塞與上部活塞的接觸。

51、優(yōu)選地，在該優(yōu)選的實施方案中，下部活塞沒有引導部件、保持部件和彈簧，這意味著下部活塞是被動的并且沒有主動部件來改變下部活塞相對于沖泡腔室的位置。

52、優(yōu)選地，在該優(yōu)選的實施方案中，桿和/或下部活塞設置有摩擦部件，以控制桿和/或下部活塞相對于沖泡腔室的內(nèi)壁的移動。這些部件使得下部活塞能夠相對于沖泡腔室保持在一個位置。

53、在替代實施方案中，沖泡腔室可以固定地安裝在機器中，并且上部活塞和下部活塞可以通過驅(qū)動部件能夠在沖泡腔室內(nèi)部和外部移動。

54、咖啡提取單元包括用于提取后的咖啡粉(咖啡餅)的排放裝置。該排放裝置被設計成當下部活塞位于其最高位置時通過任何旋轉(zhuǎn)或平移移動來掃過腔室的上部邊緣上方的區(qū)域。

55、全自動咖啡機包括加壓熱水流體系統(tǒng)，該加壓熱水流體系統(tǒng)至少包括供水系統(tǒng)、水加熱裝置和水泵。該系統(tǒng)連接到咖啡提取單元的進水口。因此，將熱加壓水供應到?jīng)_泡腔室，用于提取經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉。

56、此外，流體供應系統(tǒng)包括壓力旁通閥。該壓力旁通閥位于水泵的下游，這意味著分配泵送的流體的泵的出口與閥的入口連接。該壓力旁通閥確定分配給咖啡提取單元的水的壓力。由所述壓力旁通閥分配的流體的該預先確定的閾值壓力是能夠調(diào)節(jié)的，優(yōu)選地由機動致動器調(diào)節(jié)。

57、通常，全自動咖啡機包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被配置為：

58、-致動沖泡腔室和/或活塞的移動，

59、-控制加壓熱水流體系統(tǒng)的裝置，即至少水加熱裝置、水泵和壓力旁通閥的致動器。

60、因此，該致動器提供了一種簡單的具體實施，以使得能夠在咖啡提取期間并且具體地根據(jù)咖啡制備的類型(加壓咖啡或過濾式咖啡)來調(diào)節(jié)水壓。

61、另外，控制系統(tǒng)被配置為使沖泡腔室和/或上部活塞能夠在以下位置之間相對于彼此移動：

62、-打開位置，用于引入經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉或排出提取后的經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉；和

63、-至少兩個不同的第一關(guān)閉位置和第二關(guān)閉位置，至少兩個不同的第一關(guān)閉位置和第二關(guān)閉位置被配置用于沖泡經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉。

64、在沖泡腔室和上部活塞的第一關(guān)閉位置中，在沖泡期間壓實咖啡，這使得能夠制備加壓咖啡。根據(jù)引入到腔室內(nèi)的咖啡的量和/或體積，沖泡腔室和/或上部活塞能夠相對移動到不同的第一關(guān)閉位置，從而能夠壓實引入的咖啡。

65、相反，在沖泡腔室和上部活塞的第二關(guān)閉位置中，在沖泡期間不壓實咖啡，這使得能夠制備過濾式咖啡。在提取期間，咖啡粉在沖泡腔室內(nèi)保持松散。

66、優(yōu)選地，沖泡腔室的該第二關(guān)閉位置限定沖泡腔室的最大可能關(guān)閉體積。

67、最后，控制系統(tǒng)被配置為將由壓力旁通閥分配的流體的預先確定的閾值壓力：

68、-當沖泡腔室和/或上部活塞移動到第一關(guān)閉位置時，調(diào)節(jié)到第一預先確定的閾值壓力，

69、以及

70、-當沖泡腔室和/或上部活塞移動到第二關(guān)閉位置時，調(diào)節(jié)到第二預先確定的閾值壓力。

71、因此，該機器能夠最佳地制備加壓咖啡或過濾式咖啡，因為對于每種類型的制備都滿足壓力和壓縮的關(guān)鍵參數(shù)。

72、優(yōu)選地，第一預先確定的閾值壓力大于4巴，并且第二預先確定的閾值壓力小于4巴。

73、在一個優(yōu)選的實施方案中，咖啡提取單元包括咖啡出口閥，并且該閥配置為將液體從液體出口導管分配給咖啡分配區(qū)域或廢料收集器。

74、根據(jù)該閥的致動，從沖泡腔室分配的飲料的一部分能夠被送到廢料收集器。這在制備過濾式咖啡的過程中是特別有用的，因為咖啡的最后一部分通常包括許多殘留物，并且該最后一部分可以從飲用杯中轉(zhuǎn)移。

75、在一個具體實施方案中，該咖啡出口閥可通過沖泡腔室的運動來致動。

76、優(yōu)選地，該機器包括：單個罐，用于存儲咖啡豆；和一個研磨機，用于研磨所存儲的咖啡豆并且用于將經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡分配在沖泡腔室中。

77、實際上，該機器使得能夠從相同的經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉制備過濾式咖啡或加壓咖啡。不需要根據(jù)制備的咖啡的類型來調(diào)節(jié)粉末的粒度測定尺寸或咖啡豆的類型(烘焙水平)。以下事實：

78、-調(diào)整壓力，以及

79、-實現(xiàn)壓實或不實現(xiàn)壓實，足以從相同的經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉提供最佳制備。

80、在本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于使用諸如上文所述的全自動咖啡設備來制備咖啡飲料的方法，其中，所述方法包括以下步驟：

81、α-獲得來自用戶的關(guān)于至少加壓咖啡和過濾式咖啡的列表中的咖啡的制備類型的飲料選擇輸入，

82、β-基于步驟α的飲料選擇輸入，將旁通壓力閥的預先確定的閾值壓力調(diào)節(jié)到用于加壓咖啡的第一預先確定的閾值壓力或者調(diào)節(jié)到用于過濾式咖啡的第二預先確定的閾值壓力，

83、a-在定量給料位置，其中，上部活塞處于距腔室的上部邊緣一定距離處并且在腔室外部，將對應于飲料選擇輸入的一定劑量的經(jīng)烘焙并且研磨的咖啡粉供應到?jīng)_泡腔室中，然后，

84、b-基于步驟α的飲料選擇輸入，將腔室和上部活塞相對于彼此移動到用于加壓咖啡的第一關(guān)閉位置或者移動到用于過濾式咖啡的第二關(guān)閉位置，然后，

85、c-通過進水口引入熱水，提取咖啡粉并通過上部活塞的飲料出口分配提取的咖啡飲料，

86、e-從腔室中排出提取后的咖啡粉。

87、在該方法的一個優(yōu)選的實施方案中，如果步驟α的飲料選擇輸入是過濾式咖啡，則在步驟c)結(jié)束時，所述方法包括以下步驟：

88、d1-致動咖啡出口閥，以將液體從液體出口導管分配給廢料收集器，以及

89、d2-使腔室和上部活塞相對于彼此移動，以搗固一定劑量的提取后的咖啡粉，并且重復該步驟至少一次，優(yōu)選地至少兩次。

90、優(yōu)選地，在步驟d2)中，腔室(1)和上部活塞(2)保持在搗固位置一秒至三秒。

91、或者，如果步驟α的飲料選擇輸入是加壓咖啡，則在步驟b)中，該一定劑量的咖啡粉被腔室和上部活塞壓縮。

92、通常，在步驟e)中，腔室、上部活塞和下部活塞相對于彼此移動，以便：

93、.將腔室的上部邊緣定位成遠離上部活塞，并且

94、.將下部活塞定位在沖泡腔室的上部邊緣處，并且

95、.從下部活塞排出提取后的咖啡粉。

96、在本技術(shù)中，術(shù)語“內(nèi)部”、“頂部”、“底部”和“橫向”用于描述本發(fā)明特征的位置關(guān)系。這些術(shù)語應理解為是指當定位在用于生產(chǎn)飲料的全自動咖啡設備中時，裝置處于其通常取向，如圖所示。

97、本發(fā)明的以上方面可按任何合適的組合方式進行組合。此外，本文中的各種特征可與上述方面中的一個或多個方面組合，以提供除了具體例示和描述的那些以外的組合。根據(jù)權(quán)利要求書、具體實施方式以及附圖，本發(fā)明的另外的目的和有利特征將顯而易見。