本發明涉及飲料機和使用該飲料機的方法，該飲料機尤其是適于使用用于高壓和高熱的單杯籃狀過濾部的咖啡機。

背景技術：

滴濾式電沖煮機被用作用于調制咖啡和諸如茶的其它飲料的有效裝置。沖煮機一般具有冷水儲液部、用于加熱水的電阻加熱元件以及用于將原料粉(groundingredient)保持在過濾紙中的可重復使用的塑料沖煮籃。為了調制咖啡，冷水被傾注到水儲液部中并且咖啡粉被置于咖啡過濾部中，該咖啡過濾部進而被置于沖煮籃中。冷水被電加熱元件加熱，并且之后被加熱的水浸透咖啡粉。被沖煮的咖啡之后滴出到在沖煮籃下方的壺中。過濾紙和所使用的咖啡渣被從塑料沖煮籃取出并且被丟棄。之后，沖煮籃和咖啡壺被清洗用以再次使用。

近來，有對單杯電咖啡沖煮機提供單次使用的一次性沖煮軟餅(pod)的趨勢，該單杯電咖啡沖煮機被設計用于直接將單杯咖啡沖煮到咖啡杯中。該單杯電咖啡沖煮機是以快捷和方便地提供所需的一杯咖啡的思路進行設計的。

keurig股份有限公司引入了最新品種的軟餅，其中，單次使用的咖啡軟餅在其飲料軟餅接納器內發揮作用。這在美國專利7,513,192中可見。其它的這種使用單杯軟餅的咖啡機包括一般還采用過濾杯的cuisinart、tassimo和mr.coffee類型的，該過濾杯是其中包括咖啡粉或其它原料的密封軟餅的一部分。軟餅一般具有聚合物過濾部，該聚合物過濾部被附著到塑料軟餅的壁。如與傳統的滴濾式咖啡機相反的，這種軟餅中的過濾部是塑料的，以承受由單流的強烈水壓造成的高壓和高熱。這些軟餅造成了顯著的環境問題并且非常昂貴以及造成了健康問題。

除這些軟餅之外，嘗試了其它的解決方案。例如，一個解決方案使用提供金屬箔或塑料網過濾籃的技術，該金屬箔或塑料網過濾籃被可移除地裝入在頂部和底部上具有開口的軟餅中。該設備必須被洗凈，這難于做到，因為這種軟餅內的區域小于幾英寸并且難于達成清洗的目的。此外，這剝奪了單杯沖煮的便利性。不久這些籃變得被染污或被堵塞并且不太令人滿意。

另一種設備嘗試使用非金屬的一次性過濾部，該過濾部具有底部杯和上部蓋并且在邊緣處鉸接地附著到杯，并且該過濾部可充填有咖啡粉并且之后被以卡扣配合的方式裝入第二塑料杯內，該第二塑料杯在其上具有小的開口和連接到第二杯的蓋，該蓋在其上具有孔，以接納咖啡機的導管。這也具有缺陷。過濾部制造昂貴并且不便于保持打開用以對底部杯充填咖啡。

現有的替代方案導致了較差的沖煮。這是由于下述事實：高壓的流使得形成了在中心穿過軟餅和粉的通道，因為這是阻力最小的路徑。相應地，提供了一杯稀薄的咖啡。

申請人在共同未決的申請中發明了一種可重復使用的單杯過濾籃，該單杯過濾籃使用過濾紙，以提供一杯極好的咖啡。通過這樣做，當前的申請人開發了改進的單杯沖煮器用以與改進的過濾籃一起使用。

對更令人滿意的高壓單杯沖煮器具有需求，該高壓單杯沖煮器克服了現有技術中的缺陷，即，易于使用性、可靠性和成本。本發明提供了一種克服了這些現有缺陷的解決方案。

技術實現要素：

本發明的目標是提供新的和改進的增壓單杯型沖煮器。

另一個目標是提供一種使用該沖煮器用以沖煮飲料的方法。

進一步的目標是使沖煮單杯飲料中的浪費最小化。

另一個目標是改善單次使用沖煮機的效率和成本。

用于與單杯沖煮器過濾籃一起使用的單杯沖煮器，該單杯沖煮器過濾籃具有頂部和底部，該頂部具有第一直徑，該頂部具有開口，該底部具有流體通過其流動的開口，其中，單杯沖煮器包括基座和外殼，該外殼連接到基座并且從該基座向上延伸，并且該外殼具有單杯過濾籃接納區域。單杯過濾籃接納區域包括用于接納和支撐過濾籃的單杯過濾籃接納支撐表面。過濾籃接納區域允許過濾籃在單杯過濾籃接納支撐表面上的插入和移除，并且單杯過濾籃接納支撐表面包括具有比過濾籃的底部中的開口的直徑更小的直徑的敞開表面。杯接納區域被布置于單杯過濾籃接納區域下方，用以接納通過支撐表面的敞開表面的流體。

外殼上的頂部件具有水接納入口，可通過該水接納入口來傾注流體。水容納部被連接到外殼，以通過水接納入口將水接納在該水容納部中。加熱元件可操作地連接到水容納部。

水輸送導管可操作地連接到水容納部的出口并且具有被布置在過濾籃接納區域上方的末端，使得當過濾籃被置于過濾籃接納支撐表面上時，導管的末端被布置在過濾籃頂部開口之上并且末端與過濾籃之間進行大體相對同軸的移動，以用使得水能夠進入以及穿過過濾籃的方式提供密封連接。

泵可操作地連接到水容納部，以使得水能夠被從水容納部放出。有動力的控制器可操作地連接到外殼，用以控制加熱元件和泵的運行。提供開關以啟動控制器，以使得加熱元件對水容納部進行加熱，并且隨后啟動泵以將水從水容納部泵送通過水輸送導管以及泵送出該水輸送導管。頂部件中的凹入的保持表面被限定用于接納在水入口周圍的和穿過該水入口的水。諸如電磁閥的閥機構被連接到水容納部，用于輔助水進入到水容納部中。

本發明的進一步的目標是避免現有技術的不利因素并且得到隨著說明的進行將呈現的其它優點。

附圖說明

圖1示出了本發明的方面的透視分解圖。

圖2示出了帶有圖1中被遮擋的線的本發明的俯視圖。

圖3示出了穿過圖1中的本發明的頂部件的側視截面視圖。

圖4示出了穿過圖1中的本發明的插入件的側視截面視圖。

圖5示出了穿過圖1中的本發明的籃狀保持件的側視截面視圖。

圖6示出了圖1中的本發明的俯視透視圖。

圖7示出了圖1中的本發明的仰視透視圖。

圖8示出了圖1中的本發明的側視圖。

圖9示出了本發明的另一個仰視透視圖。

圖10示出了當本發明的過濾部部件以壓入配合的關系被布置在本發明的插入件和保持件內時，該過濾部部件的橫截面。

圖11示出了穿過圖10的線a-a的橫截面。

圖12示出了穿過圖10的線b-b的橫截面。

圖13a示出了本發明的制作機的實施例的透視圖，該制作機具有用于接納本發明的過濾籃的敞開的前部部件。

圖13b示出了本發明的制作機的另一個實施例的透視圖，該制作機具有用于接納本發明的過濾籃的轉動門。

圖13c示出了本發明的制作機的又一個實施例的透視圖，該制作機具有用于接納本發明的過濾籃的滑動門。

圖14示出了本發明的剖面圖，該剖面圖展現了本發明的部件。

圖15示出了本發明的一部分的透視圖。

圖16示出了本發明的另一部分的透視圖。

圖17示出了本發明的操作部件的示意性布局圖。

具體實施方式

現在參照附圖，相同的標記指代相同的部件。單杯沖煮器1000用于與單杯沖煮器過濾籃一起使用，該單杯沖煮器過濾籃總體由附圖標記10指代。單杯沖煮器過濾籃10具有有著第一直徑的頂部16和底部18，該頂部具有開口，該底部具有流體穿過其流動的開口。單杯沖煮器1000包括底座1002，該底座在這里被示出為錐形的，但可想象其它的構型。

外殼1004被連接到底座1002并且從該底座向上延伸，該外殼具有單杯過濾籃接納區域1006，該單杯過濾籃接納區域包括用于接納和支撐過濾籃10的單杯過濾籃接納支撐表面1008。設想了數個實施例。在圖13a中，單杯過濾籃接納支撐表面1008可包括滑動門1109，該滑動門包括桶斗1111(其能夠被可移除地連接到滑動門1109)；在圖13b中，單杯過濾籃接納支撐表面1008可以是圖13b的可通過彈簧鎖定機構或棘爪機構被保持就位的轉動門的一部分；或者如在圖13c中所見為靜止不動的。可設想的是，可具有按動釋放按鈕1031，該按動釋放按鈕致動以釋放彈簧鎖定機構，向外推動門以使得能夠將過濾籃10插入。

優選地，過濾籃接納區域1006允許過濾籃10的插入和移除。如圖13c所示，單杯過濾籃接納支撐表面1008包括穿過其的底部敞開表面1010，該底部敞開表面具有小于過濾籃10的直徑的直徑，并且在該底部敞開表面下方可布置杯2000，該杯用于接納穿過底部敞開表面1010的流體。注意，應理解的是，表面1008是在圖13a和圖13b的桶斗1111中形成的。

優選地，外殼1004還包括凹入的表面1012和高度可調節的杯表面1014，該杯表面被可移動地布置在該外殼中，以用于在該杯表面上接納杯2000。高度可調節的杯表面1014包括至少一個用于保持高度可調節的杯表面1014的保持表面1016。優選地，高度可調節的杯表面1014可被構造為安置在底座1002的接納表面1003內，并且可被構造為包括下托盤1013和可移除的上表面1015，該上表面具有孔，以使得溢出的流體被捕集在托盤1013內。

外殼1004上的頂部件1018具有被限定在凹入的區域1019中的水接納入口1020，可通過該水接納入口來傾注流體。如在圖13a中所見，可重新關閉的蓋1113可鉸接地連接到頂部件1018以從周圍關閉區域1019，并且該蓋包括密封件1116，以從周圍密封入口1020。突出的邊緣1114從蓋1113延伸，以通過可移動的銷閂1115將蓋固定到頂部件1018，該銷閂被可操作地連接到頂部件1018。

水容納部1022被連接到外殼1004，以通過水接納入口1020將水接納在該水容納部中。可包括一個或多個聯接到導電線圈的熱熔絲的加熱元件1024被可操作地連接到水容納部1022。ntc熱敏電阻1026可被可操作地連接到外殼1004以用于溫度控制。泵1028被可操作地連接到水容納部1022，以使得水能夠被從該水容納部放出。水輸送導管1030可操作地連接到水容納部1022的出口1032并且具有末端1034，該末端被布置在過濾籃接納支撐表面1008的凹入表面部分1009(該部分還包括排液槽1011)上方，使得當過濾籃10被布置在過濾籃接納支撐表面1008中時，導管的末端1034被布置在過濾籃頂部開口41之上。

末端1034與過濾籃10之間以下述的方式進行大體相對同軸的移動：使得其以使得水能夠進入并且穿過過濾籃10的方式進行接合。一個或多個水位傳感器探頭1036(位于不同的水位高度處，以感測水位)被可操作地連接在外殼1004內。而且，諸如電磁閥的排出閥1035被可操作地連接到導管1030。

制作機1000可具有一個或多個控制器電路板1038、ntc熱敏電阻1026(水溫控制在87-89°)、傳感器探頭1036、控制空氣泵1028(12v)和排出閥1035(12v)、水位傳感器探頭1036、12v微動開關1041；以及具有可操作地連接的紅色、藍色、綠色led燈(其顏色如示例)的燈板1042，該控制器電路板可操作地連接到水容納部1022(煮器)(2000w)并且控制該水容納部的加熱。插頭(未示出)被可操作地連接到咖啡機1000和開關1040。

當制作機1000上電時，紅色led亮起以指示對煮器1022加水。當一個探頭1036變得對水位有感應時，則水滿足了最小水位。控制器1038使加熱元件1024和線圈1014啟動，并且使用ntc熱敏電阻1026，水被加熱到87-89℃并且之后停止加熱，在加熱期間藍色led亮起。在加熱完成之后綠色led亮起并且通過使泵1028啟動來開始將水從煮器1022放出。

一個示例性的led模式可以如下：

另一個示例燈光可以為：

第二水位傳感器探頭1036被布置成使得當水位到達最高水位時，優選地，控制器1038上的發聲芯片響起警報。當排出閥1035斷電時，并且其它的循環已完成，則加熱停止燈如所標示的發光，(排出閥打開，加熱管繼續加熱，當ntc熱敏電阻1026感應到水被加熱到87-89°時加熱停止。

在泵1028開始工作之后微動開關1041閉合，如果水溫低于預定的87-89℃的溫度等級，則空氣泵1028不工作。如果溫度在87℃之下，則制作機1000的工作過程不運行(即，由于溫度下降，制作機1000的空氣泵1028將不啟動)。優選地，微動開關1041可僅使泵1028啟動運行。

頂部件1018中的凹入的水捕集表面1019限定出足以在水被傾注時保持一些溢出的水的容積(例如小于12oz)，該溢出的水將穿過水入口1020。在凹入的表面1012中可設置觀察水位線1050，該表面以顯露水容納部中的水量的方式被可操作地連接到水容納部1022。

當過濾籃被布置在凹入的表面1009中時，開關1040使出口1034致動而與過濾籃10的頂部40進入以及離開接合。就這一點而言，末端1034包括頂部接合部分1035。

可移除的頂部40被設置，該頂部具有外周邊緣部分42以及具有下凸環部分44，該外周邊緣部分具有至少為保持件12的上端部16的直徑的直徑，該下凸環部分具有小于上凸環16的直徑的直徑，并且該頂部被構造為壓入配合在該上凸環中，以將插入件20固定在保持件12內。可移除的頂部40具有穿過其的開口，優選地，該開口可位于中心并且具有下述的尺寸：以接納水輸送導管100，該水輸送導管以基本緊密密封的方式通過該開口，以防止水回到頂部40中的開口之外。就這一點而言，可圍繞導管設置密封件(未示出)，以在周圍緊靠著開口和導管，以防止回流。

籃10包括具有外部殼體14的過濾部保持件12，該外部殼體具有上端部16和底部18，該上端部具有敞開的頂部，該底部在其中包括大體位于中心的開口19。殼體14具有預定的高度h，該高度可以為大約1.5英寸的長度。底部18為具有徑向長度x的環形的環的形式的底部18。優選地，開口19足夠地大，以使得手指能夠穿過該開口插入。底部18的直徑為預定的直徑y，優選地，對于k型替換杯(k-cupalternative)的情況，該直徑可大約小于1.5英寸。上端部16為預定的直徑υ+δ，該直徑大于y。以這種方式，外部殼體為錐形的。

插入件20被設置為具有上凸環22以及具有下延伸部24(其可包括多個指狀物)，該上凸環具有小于保持件12的上端部16的直徑的直徑，以配合在該保持件中。凸環22和延伸部24是一體的并且形成了在空間上與殼體14相關的錐形。在示出的實施例中，延伸部24形成了支腳，該支腳在其之間留有間隙，以增進流體流動通過該支腳。對于本發明的制作機1000，凸環2的長度可被延伸，以使得支腳24更靠近保持件12的底部18地延伸。以這種方式，過濾部30可被布置成以與支撐表面1008鄰接的方式安置。

過濾部30可以總體上為杯狀的并且可被布置在保持件12與插入件20之間，以使得插入件20使過濾部30壓入配合在保持件12內，以如本文所描述的以與保持件殼體14鄰接的方式保持過濾部30。優選地，過濾部30的基本重量可至少為大約30-32磅，并且該過濾部具有基本平坦的基底部分32，該基底部分具有為大致圓形的周緣。基底部分32具有內表面33和外表面34，該內表面用于接納形成飲料的原料。過濾部30具有基本為環形的側壁部分36，該側壁部分從平坦的基底部分32的圓形的周緣向上地并且徑向向外地延伸，環形的側壁部分36具有內表面37和外表面31，該內表面用于接納形成飲料的原料，該外表面用于緊靠著殼體14布置。基底部分32可小于外部殼體14的直徑為y的直徑，例如，對k型替換杯而言例如小于1.5英寸。側壁36的長度應小于外部殼體14的高度h，對k型替換杯而言例如小于1.5英寸。

環形的側壁36包括多個徑向向外延伸的凸脊38和徑向向內延伸的凹溝39。凸脊38和凹溝39以距離z分隔，例如當成型時該距離例如小于約2-3mm。當壓入配合在插入件20與保持件12之間時，多個凸脊38與凹溝39配合，以增進液體通過過濾部30的流動性。如圖10和圖11所示，當過濾部30被插入在插入件20與保持件12之間時，該過濾部被充分地壓縮，以使得自身能夠被保持，但非過于壓縮以至于抑制流體流動。凸脊38和凹溝39以預定的距離z分隔，該預定的距離大于零小于0.5cm，并且插入件20具有小于保持件12的內徑的外徑，并且其中當插入件12在保持件20內時，插入件12在直徑方面以小于距離z并且大于零的方式與保持件20分隔。圖12示出了未壓縮區域中的過濾部30。

優選地，過濾部30可由纖維素纖維、由具有機械強度和流率的濕法起皺(wetcrepe)的過濾紙制成，該纖維素纖維是由化學制備的木材制成的。過濾部30應具有承受來自于單杯咖啡機噴射水的高壓和高熱的強度。

進一步地，優選地，上凸環22可包括外周邊緣28，該外周邊緣具有至少為保持件12的上端部16的直徑的直徑，并且該直徑優選地更大，以有助于插入件20的移除。外周邊緣28可包括突片29(或可選地為截邊)，以有助于從可移除的頂部40的邊緣部分42分離。就這一點而言，邊緣28可稍小于邊緣部分42的直徑，而突片29以在直徑方面大于邊緣部分42的直徑的方式側向地向外延伸。邊緣28具有至少為(并且優選地大于)保持件12的上端部16的直徑的直徑。

可移除的頂部40被設置，該頂部具有外周邊緣部分42以及具有下凸環部分44，該外周邊緣部分具有至少為(并且優選地大于)保持件12的上端部16的直徑的直徑，該下凸環部分具有小于上凸環16的直徑的直徑，并且該頂部被構造為壓入配合在該上凸環中，以將該頂部固定到插入件20。可移除的頂部40具有穿過其的開口41，優選地，該開口可位于中心并且具有下述的尺寸：以用基本緊密密封的方式接納水輸送導管1034，以防止水回到頂部40中的開口之外。就這一點而言，可圍繞導管設置密封件(未示出)，以在周圍緊靠著開口41和導管，以防止回流。

進一步地，頂部40的下凸環部分44和插入件20的凸環22可被成型為具有互補的棘爪機構，以通過卡扣配合來配合在一起，并且將兩個部件固定在一起用以使用和移除。通過示例的方式，凸環部分44可包括徑向突出部46，并且凸環22可包括內部徑向凹入表面26，以形成卡扣配合關系。同時示出了突片29，可以設想的是，插入件20的外周邊緣28的或頂部40的邊緣部分42的邊可以是凹入的或外伸的，以一旦兩個部件被連接就有助于這兩個部件分離。

過濾部30可以以下述的方式通過模具拉伸(diestretching)而成型：將過濾部設置為期望的形狀。模具可包括具有平坦的基底部分的主體，該基底部分具有圓形的周緣，基底部分具有用于接納盤的內表面，環形的側壁部分從平坦的基底部分的圓形的周緣向上地并且徑向向外地延伸，并且該側壁部分包括多個徑向向外延伸的凸脊和徑向向內延伸的凹溝，這應被理解為具有互補的凸形與凹形的部件。

優選的實施例僅用于說明并且不用于限制權利要求。因此，修改、衍生和改進將被本文所附的權利要求涵蓋。應當理解的是，本發明不限于所示出的和所描述的操作或結構的確切細節，因為明顯的修改和等效變換對本領域技術人員將是顯而易見的。