具有定量机构的浓缩咖啡机的制作方法

具有定量机构的浓缩咖啡机
1.本技术是国际申请号为pct/au2018/050453，国际申请日为2018年5 月14日，发明名称为“具有定量机构的浓缩咖啡机”的pct申请于2019 年12月23日进入中国国家阶段后申请号为201880042037.7的中国国家阶 段专利申请的分案申请。
技术领域
2.本公开涉及一种浓缩咖啡机，并且更具体地涉及一种具有定量机构和 蒸汽棒的浓缩咖啡机。


背景技术：

3.在标准的浓缩咖啡机中，水的流动通常如下进行：水箱
→
泵
→
加热块
→ꢀ
控制阀。然后，控制阀将水转移到用于冲泡浓缩咖啡的咖啡机的冲泡头， 然后至总的出水口，或者将水转移到用于分配热水或者蒸汽的蒸汽棒。本 领域中已知的咖啡机遵循两种基本的选择流出口的控制阀技术；电磁阀或 者机械流量控制阀。虽然电磁阀可提供额外自动化功能，但其价格昂贵； 而虽然机械阀价格便宜，但是缺乏自动化功能。
4.昂贵的电磁阀咖啡机通常在水箱与泵之间包括流量计，以允许定量计 量。在倒浓缩咖啡倾倒期间测量水，并且在分配30ml或者60ml水(分 别用于1杯或者2杯浓缩咖啡)后关闭泵。这些咖啡机通常具有用于选择 1杯和2杯功能的按钮，以及用于选择蒸汽/热水的单独的拨盘、旋钮或者 其他开关。与此相反，所有已知的使用机械阀的咖啡机都是“手动倾倒
”ꢀ
的浓缩咖啡机。因此，当拨盘处于倒咖啡倾倒位置时，会连续倾倒。因此， 机械阀的咖啡机必须依靠使用者来停止水流。
5.机械阀通常具有三个位置：关闭(或者待机/就绪)、咖啡倾倒和蒸汽/ 热水。蒸汽/热水的选择通常使用单独的按钮或者选择器在蒸汽与热水之间 切换。如上所述，经常从蒸汽棒分配蒸汽和热水。这两个功能之间的主要 区别是加热块温度和泵的占空比。例如，用于蒸汽的加热块温度可以是近 似140℃，而热水温度可以是大约100℃。类似地，用于蒸汽的泵的占空 比可以是大约10％，而用于热水的泵的占空比可以是大约70％。
6.许多电磁咖啡机所具有的另一特征是附加阀，该附加阀用于释放在 泵、加热块和冲煮头(或者冲泡机构)之间的压力。这是必需的，因为咖 啡渣会对水量施加反压。如果在移除把手组之前未释放此压力，则冲煮头 处的快速压力释放会搅乱湿的咖啡渣，从而造成一片狼藉。如果在移除把 手组之前没有释放压力，则即便没有一片狼藉，用过的咖啡渣也会变得更 湿。这会更麻烦。机械阀的咖啡机没有释压阀，以使泵热阻隔冲煮头管道。 因此，通常具有残余压力，以便留下湿的咖啡饼供使用者移除。
7.在一些浓缩咖啡机和其他饮料制造机上，蒸汽棒用于使牛奶(通常) 质地柔软并且变热。期望针对不同的牛奶质地说明、不同的牛奶量、用户 可见度和用户偏好来调节蒸汽棒角度和位置。
8.一些当前的蒸汽棒构造允许以2个或者3个自由度进行全旋转调节。 其他构造允许围绕单一轴旋转调节，即一个自由度。允许更多运动自由度 的构造通常具有球形地加工
的金属构造，以通过钎焊/焊接/螺纹固定到蒸 汽棒来实现自由运动。通常需要附加部件，诸如金属突片，以将运动限制 在期望范围内。如果范围不受限制，则棒可以不受限制地旋转。由于在子 组件内的实现所需功能特征的大量部件和固定件，所以这些构造复杂，制 造昂贵并且通常变得不可靠。
9.将棒的运动范围限制在一定范围内并且允许棒自由旋转需要额外的 装置，以使得棒的运动与将蒸汽从锅炉或者加热块输送给的蒸汽棒的管道 分离。如果没有装置来分离棒的旋转与通常是细长的聚四氟乙烯(teflon) 软管的管道、管道，则管道可能会扭曲、缠结和扭结。


技术实现要素：

10.在本发明的第一方面，提供一种浓缩咖啡机，其包括：用户界面，用 于选择操作模式；泵；热水器，与所述泵流体连通；流量计，用于监测水 量；以及机械阀组件，与所述热水器流体连通，所述机械阀组件包括至少 两个机械阀，用于引导来自热水器的流体，其中至少两个机械阀选自：(a) 第一阀，用于选择性地打开和关闭与冲泡机构的流体连通；(b)第二阀， 选择性地打开和关闭与大气的流体连通；和(c)第三阀，选择性地打开和 关闭与蒸汽棒或者热水出口的流体连通。
11.在本发明的第二方面，提供一种浓缩咖啡机，包括：用户界面，用于 允许用户选择待机/就绪模式和咖啡冲泡模式中的至少一种操作模式；泵； 加热块，与所述泵流体连通，用于向冲煮头供应热水；流量计，用于监测 流入所述加热块的水的流率；温度传感器，用于监测所述加热块的温度； 以及控制器，配置为控制供应给所述加热块的功率，使得：当所述浓缩咖 啡机处于待机/就绪模式时，基于所述加热块的温度控制供应给所述加热块 的功率；和当所述浓缩咖啡机处于咖啡冲泡模式时，至少部分地根据所述 流量计所测量的流率来控制供应给所述加热块的功率。
12.在本发明的第三方面，提供了一种用于浓缩咖啡机的蒸汽棒组件，该 蒸汽棒组件包括：蒸汽棒管；和包覆成型的球体，在靠近所述蒸汽棒管上 端的位置处模制在所述蒸汽棒管上，以及球体接收组件，限定用于接收所 述球体的插座，所述球体接收组件可安装到浓缩咖啡机，以将所述蒸汽棒 管可移动地固定到所述浓缩咖啡机。
13.在本发明的第四方面，提供一种制造用于浓缩咖啡机的蒸汽棒组件的 方法，该方法包括：提供圆柱形的蒸汽棒管；以及在靠近所述蒸汽棒管上 端的位置处将球体包覆成型在所述蒸汽棒管上。
14.在一个实施例中，提供一种浓缩咖啡机，其除了流量计外还利用阀。 这导致提供了一种既有浓缩咖啡倾倒口又有蒸汽/热水出口的低成本浓缩 咖啡机，同时为浓缩咖啡倾倒口输送了一定量的水。在该实施例中，浓缩 咖啡机利用共享的泵和热水器(例如，加热块、锅炉或者类似设备)来实 现多种功能和/或通过不同出口。例如，来自储水箱的水可以通过流量计送 至泵，然后送至热水器，最后送至冲煮头或者蒸汽棒(或者泄压)。
15.在另一个实施例中，可以在冲泡操作之后但是在咖啡机完全恢复到其
ꢀ“
关闭”状态之前启动泄压模式。在再次关闭咖啡机以使其处于“关闭状 态”之前，可以在咖啡机的冲泡头与大气之间打开阀。
16.在另一个实施例中，提供了一种蒸汽棒构造，其可应用于浓缩咖啡机 并且允许三
个旋转自由度。该构造方法可以减少通过包覆成型工艺来实现 功能几何形状所需的部件数量。该构造通常较便宜，因为通过包覆成型塑 料部件的设计细节实现了所需的几何形状，所以节省了加工时间和人工组 装成本。通过在塑料包覆模具上加入旋转限制；可以将直接从加热块(或 者锅炉)垂直引导蒸汽的聚四氟乙烯管沿着蒸汽棒的长度向下螺纹拧入。 通过使蒸汽沿着聚四氟乙烯管中的蒸汽棒的长度垂直下降，将蒸汽的热量 与蒸汽棒隔离开，蒸汽棒可以用不锈钢制成，从而使蒸汽棒触摸温度更低， 并且便于舒适地调节蒸汽棒的位置。
17.参考包括附图的以下说明书，公开了本公开的各种其他方面、目的、 特征和实施例。
18.尽管具有上述示例，但是本公开意图涵盖各种其他实施例，包括例如 下面进一步详细描述的其他实施例，以及在本文阐述的权利要求的范围内 的其他实施例。
附图说明
19.本公开的实施例参考附图被公开并且仅用于说明目的。本公开在其应 用中不限于在附图中示出的部件的构造或者布置的细节。本公开能够包括 其他实施例或者能够以其他各种方式被实施或者执行。相同的附图标记用 于指示相同的部件。在附图中：
20.图1是在根据示例实施例的浓缩咖啡机内的部件的总体流程图；
21.图2a是根据实施例的图1的阀机构的后视立体图；
22.图2b是图2a的阀机构的部件的立体图和零件分解图；
23.图3是图2a的阀机构的分解的前视立体图；
24.图4是图2a的阀机构的前视图；
25.图5a是沿图4中的线a
‑
a截取的图4的阀机构的截面图；
26.图5b是沿图4中的线a
‑
a截取的图4的阀机构的分解的局部截面图；
27.图6a是根据示例实施例的用于浓缩咖啡机的拨盘的前视图；
28.图6b是当经由图6a中的拨盘对各种选项进行选择时，图1中所示系 统的部件条件的图表；
29.图7是根据实施例的示出预热阶段的流程图；
30.图8是根据示例实施例的示出咖啡冲泡阶段的流程图；
31.图9是根据示例实施例的示出中间倾倒阶段的流程图；
32.图10是根据示例实施例的示出蒸汽阶段的流程图；
33.图11是根据示例实施例的示出热水阶段的流程图；
34.图12是示出完整的简化系统布局的流程图；
35.图13是示出最小系统布局的流程图，其在加热块上仅具有一个温度 传感器；
36.图14是用于最小系统布局的控制流算法；
37.图15示出了已知的pid温度控制器系统的温度/流率/泵功率；
38.图16示出了新的控制方法的一个实施例的温度/流率/泵功率；
39.图17示出了新的控制方法的另一实施例的温度/流率/泵功率；
40.图18示出了根据示例实施例的蒸汽棒的部件的分解图；
41.图19示出了蒸汽棒构造的组装截面图；
42.图20示出了在施加球体套模之前和之后的蒸汽棒，以及壳体和支架；
43.图21示出了组装到壳体中的蒸汽棒和球体；以及
44.图22是蒸汽尖端组件的细节截面图。
具体实施方式
45.图1是在根据示例实施例的浓缩咖啡机100内的部件的总体流程图。 浓缩咖啡机100包括储水器105。在一个实施例中，储水器105与流量计 110流体连通。水可以从流量计110流到泵115。在一些实施例中，泵115 可以包括回流管120，以允许水根据需要循环回到储水器105。
46.水可以从泵115泵送到热水器125的输入端，在该实施例中，热水器 125是加热块，在加热块中水被加热到所需温度。然后，加热的水可以从 加热块125的输出端流到阀机构130。在示例实施例中，阀机构130可以 将水输出到一个或者多个不同的目的地。例如，阀机构130可将水引导到 第一目的地，即冲煮头(在一个实施例中包括漏斗支架135和漏斗臂140)， 其可以煮咖啡。阀机构可以替代地将水引导至第二目的地，即蒸汽挡板和 /或滴漏盘145，其总目的是有效地用于排放/排出不需要的水和压力。阀机 构130也可以替代地将水引导到第三目的地，即蒸汽棒150，其可以分配 蒸汽或者热水。
47.图2a至图5b更详细地示出了阀机构130。可以看出，阀机构130包 括阀块205。阀块205包括用于接收来自加热块125的水的输入口210。 在本实施例中，第一输出口215被示出为与输入口210相邻。第一输出口 将水引导至冲煮头的漏斗支架135和漏斗臂140。第二输出口217(在图 2b中可见)被示出为与第一输出口215相邻，并且将水引导至蒸汽挡板和 /或滴漏盘145。第三输出口220将蒸汽或者热水引导至蒸汽棒150。本领 域技术人员将理解，替代的部件布局可以实现相同的结果。
48.阀机构130还包括阀凸轮轴225，该阀凸轮轴225与用户选择界面(诸 如拨盘)机械联接。阀凸轮轴225包括沿其长度的凸轮，每个凸轮与每个 输出口215、217、220内的阀相关联。随着阀凸轮轴225旋转，每个凸轮 与在输出口215、217、220中的一个阀相互作用，以使其打开和关闭。在 一个实施例中，这种轴旋转被编码为微控制器的输入。这将在下面详细讨 论。
49.阀块205包括阀块主体206和阀块盖208，主体206和阀块盖208一 起限定了阀块腔室207，该阀块腔室207经由输入孔口211与输入口210 保持恒定的流体连通。阀块205还限定第一至第三输出缸体212、213、214， 其分别从邻近阀块腔室207的腔室开口延伸到阀凸轮轴225近端的相应凸 轮轴开口。第一输出缸体212经由第一输出孔口218与第一输出口215流 体连通。第二输出缸体213经由第二输出孔口219与第二输出口217流体 连通。第三输出缸体214经由第三输出孔口(未示出)与第三输出口220 流体连通。根据相应阀的操作，每个输出缸体212、213、214经由腔室开 口选择性地与阀块腔室207流体连通。
50.第一至第三阀挺杆221、222、223分别接收在第一至第三输出缸体212、 213、214内，从阀凸轮轴225延伸到阀块盖208中。每个阀挺杆221、222、 223包括：凸轮从动件端，该凸轮从动件端适于跟随阀凸轮轴225上的相 应凸轮；以及引导尖端，该引导尖端被接收在由阀块盖208限定的对应的 引导座内。在阀凸轮轴225的近端处，在每个阀挺杆221、222、223与其 相应的输出缸体212、213、214之间可以设置一个或者多个o形圈，以形 成密封从
而防止不期望的流体经由凸轮轴开口从输出缸体212、213、214 流出。每个阀挺杆221、222、223还设置有定位在阀块腔室207中的阀密 封环221a、222a和223a。每个阀密封环221a、222a和223a被适配成 使得当其抵靠相应的输出缸体212、213、214的腔室开口就座时，形成密 封以防止在阀块腔室207与相应的输出缸体212、213、214之间的流体连 通，从而关闭阀并且防止流体通过相应的输出口215、217、220流出。
51.如图5b中所示，设置弹簧229以使每个阀挺杆221、222、223远离 阀块盖208并且朝向阀凸轮轴225偏压，使得每个阀密封件抵靠其相应的 腔室开口就座在阀关闭位置中。随阀凸轮轴225旋转，每个凸轮与阀挺杆 221、222、223中的相应一个相互作用以克服相应弹簧的偏压力，将阀密 封件从相应的腔室开口脱离并且将阀打开以允许在阀块腔室207与相应的 输出口215、217、220之间的流体连通。
52.阀机构130的一个实施例还可以包括阀块安装座230、阀块开关座235 和安装在阀块开关座235上的至少一个微动开关240。如图2a的示例实施 例中所示，包括两个微型开关240。微型开关240围绕轴布置，以对轴的 旋转位置进行编码，并且将拨盘的位置通信给微控制器。由于轴的旋转位 置直接与阀的端口有关，因此微控制器可以激活适当的对应功能。微型开 关240将被指示为sw1和sw2。本领域技术人员将理解，还有其他方法 来为轴的位置进行编码，诸如可变电位计和光学发射/接收编码器。
53.图6a是根据示例实施例的用于浓缩咖啡机的拨盘300的前视图，而 图6b是当经由图6a中的拨盘对各种选项进行选择时，图1中所示的系统 的部件条件的图表。例如，当拨盘300处于“关闭”位置305时，sw1和 sw2均处于“关闭”状态。因此，阀凸轮轴225被旋转成使得用于第二输 出口217(至蒸汽挡板和/或滴漏盘145)的阀是唯一打开的阀。因此，加 热块125直接连接到大气。关闭泵115，并且将加热块125的温度预热至 合适的冲泡温度并且保持在合适的冲泡温度(在示例实施例中，其可以为 大约93℃)。
54.然而，当拨盘300从“关闭”位置305转到“1杯”位置310时，sw1 切换为“接通”，而sw2保持“关闭”。阀凸轮轴225的这种旋转使得第 二输出口217关闭而第一输出口215打开。在相同的位置，泵115被启动， 直到流量计110检测到已经分配了足够用于一杯浓缩咖啡的水(在示例性 实施例中，其可以为30毫升)。加热块125保持在咖啡冲泡温度下，从而 适当地加热水。在另一个示例实施例中，将拨盘300进一步移动到“2杯
”ꢀ
位置315导致sw1和sw2都切换到“接通”。其余部件保持相同的总体 配置，除了流量计110监控两杯量的水(在示例实施例中，其可以为60 毫升)。
55.当拨盘300从“1杯”位置310或者“2杯”位置315返回至“关闭
”ꢀ
位置305时，会经过中间部分320，在示例实施例中，该中间部分320可 能未标记给用户。在该中间部分320处，sw1和sw2都切换回关闭，并 且阀凸轮轴225旋转回到第一输出口215关闭而第二输出口217打开的位 置(即“关闭”配置)。然而，在达到这种“关闭”配置之前，阀凸轮轴 225旋转到中间位置，在该中间位置中第一输出口215和第二输出口217 同时打开。这允许在第一输出口215关闭之前压力从冲煮头排放到大气。
56.当拨盘300从“关闭”位置305转到“蒸汽”位置325时，sw2切换 到“接通”，而sw1保持“关闭”。阀凸轮轴225旋转以关闭第二输出口 217，并且打开通向蒸汽棒150的第三出口220。当加热块125加热到适合 于蒸汽的温度(在示例实施例中，其可以为大约160℃)时，水的输出可 能存在延迟。一旦加热块125被加热，泵就被转到较低的占空比(在示例 实施例
中，其可以为大约20％)。在另一个示例实施例中，将拨盘300进 一步移动到“热水”位置330导致sw1和sw2都切换到“接通”。除了 仅加热到热水温度(在示例性实施例中，其可以为大约110℃)的加热块 125，以及从蒸汽的占空比升高(在示例性实施例中，其可以为约50％) 的泵115的占空比，其余部件保持相同的总体配置。再次，如果从“关闭
”ꢀ
位置305立即选择该位置，则可以合理地预期，随着加热块125的加热可 能存在延迟。
57.应当注意，“2杯”位置315和“热水”位置330使得sw1和sw2都 切换到“接通”。在一个实施例中，系统优选地包括足以基于拨盘300的 先前位置以及sw1和sw2的状态确定哪个合适的逻辑。例如，如果sw1 和sw2在接通/关闭状态后立即达到接通/接通状态，则系统会理解拨盘300 已转到“2杯”位置315，因为之前处于“1杯”位置310。在另一方面， 如果sw1和sw2在关闭/开启状态后立即达到打接通/接通启状态，则系 统会理解拨盘300已转到“热水”位置330，因为之前处于“蒸汽”位置 325。
58.现在将讨论图7至图11，其示出了在各种状态下通过浓缩咖啡机100 的流。图7示出了预热阶段，诸如当浓缩咖啡机100处于“关闭”位置305 时。在这种状态下，将加热块125预热至适合于冲泡咖啡的温度。加热块 125的输出端通过阀机构130连接到大气(通过第二输出口217)以排出 由于加热块125的加热而积累的压力。
59.图8示出了冲泡咖啡阶段，其可以是上面讨论的“1杯”或者“2杯
”ꢀ
选项。在这种状态下，水从储水器105通过流量计110泵出，并且由泵115 泵送到加热块125。在加热块125中加热后，水被泵送到阀机构130，该 阀机构通过第一输出口215将水传递到冲煮头。在预定量的水传递经过流 量计110后，泵115停机。
60.图9示出了中间倾倒阶段，因为拨盘300从冲泡阶段310、315之一 返回到“关闭”位置305。当拨盘300经过中间点325时，不再通过流量 计110从储水器105泵送水和通过泵115将水泵送至加热块125。阀机构 130使通向冲煮头的第一输出口215保持打开，但是也使第二输出口217 打开。这允许来自冲煮头和/或来自加热块125的任何多余的压力排放到大 气。然后，浓缩咖啡机100移回到图7中所示的“关闭”位置。应当注意， 本文描述的中间倾倒阶段可以存在于缺少流量计110的浓缩咖啡机上(并 且因此缺少自动计量功能)，并且反之亦然。
61.图10和图11示出了蒸汽和热水阶段。两个流程图之间很相似，只是 加热块125的温度和泵115的占空比不同(如以上所讨论的)。在这些状态 下，水从储水器105泵送经过流量计110，并且通过泵115泵送到加热块 125。在加热块125中加热到相应温度后，水被泵送到阀机构130，阀机构 130通过第三输出口220将水传递到蒸汽棒150。如上面结合浓缩咖啡的 冲泡所讨论的，这种水的分配可以类似地通过流量计来限制体积。
62.在本发明的另一方面，具有流量计的浓缩咖啡机可以监控进入加热块 的瞬时水流。如果已知进入加热块的水的温度，并且知道加热块的热交换 器的传热效率特性，并且给出了萃取的目标温度(93℃)，则可以确定加 热块所需的输入功率。给出以下配置：水箱>流量计>温度传感器>加热块> (阀)>冲煮头。(请注意，流量计可以位于水流路径中的任何位置，而温 度传感器可以位于加热块上游的水流路径中的任何位置)。
63.可替代地，如果不是直接测量而是估计(甚至假设)输入口水温，那 么仍然可以获得合理的结果。这种配置给出为：水箱>流量计>加热块> (阀)>冲煮头。
64.图12显示了完整的简化的*系统布局1000(*表示未显示阀布置，因 为它适用于任
何数量的不同阀布置)。系统1000限定从储水箱1105通过流 量计1110、泵1115和加热块1125到冲煮头1135的水路径。咖啡滤篮1140 可拆卸地附接到冲煮头1135。该系统1000具有沿水路径定位的三个温度 传感器：1)输入水温传感器1205、2)加热块温度传感器1210、和3)冲 煮头水温传感器1215。控制器1200设置用来控制供应给泵1115和加热块 1125的功率。用户界面1300允许用户例如在待机/就绪模式与咖啡冲泡模 式之间选择操作模式，流量计1110和温度传感器1205、1210、1215是控 制器1200的输入，并且是泵1115和加热块1125的输出。
65.图13显示了最小系统布局1001，其中在加热块1125上仅有一个温度 传感器1210。换而言之，除了省略了输入水温传感器1205和冲煮头水温 传感器1215之外，该系统1001与先前的系统1000相同。在一个实施例 中，该系统1001假设入口水温为近似24℃，“室温”。
66.图14显示了控制流算法。在就绪状态期间，加热块温度保持在理想 的咖啡萃取温度(在此示例中为93℃)。一旦开始倒入浓缩咖啡，就开始 预浸泡，并且使用相位控制器调节泵的功率，以达到恒定的流率。在另一 个实施例中，预浸泡期间的泵功率是预定的。无论泵功率是已调制的还是 预定的，都是基于流量计1110测量的流率确定加热块功率。在预浸泡之后， 咖啡萃取循环开始；泵为100％开启，而加热块功率仍由瞬时流率确定。 在达到注射量之后，(或者如果使用者手动停止注射)，萃取和泵1115停止。 咖啡机返回到就绪/待机模式。
67.图15显示了已知pid温度控制器系统的温度/流率/泵功率，其中通过 感测加热块温度t1来控制加热块温度t1，泵功率pp1是预定的，并且箱 /输入口温度ti1始终保持相对不变。如在t1
c
处所示，加热块1125的温 度响应缓慢，以反映通过加热块的水的负载，并且由于缓慢的温度响应， 所得的在冲煮头处的水的温度g1很低，如在g1
c
处可以看到的。
68.当泵处于全功率时，预浸泡阶段在fr1
f
处的高流率进一步加剧了这 种情况，因为在预浸泡期间水快速流过加热块1125，没有足够的时间使流 过加热块1125的水被加热，如在t1
c
处可以看到的。结果，冲煮头温度 g1在大部分萃取时间内都是冷的，如在g1
c
处所示。加热块温度g1以虚 线示出，以指示该测量值用作加热块1125的控制器输入。
69.图16示出了根据本发明实施例的新控制方法的温度/流率/泵功率。在 待机期间控制加热块温度t2，并且将其保持在例如93℃的理想咖啡萃取 温度，即，基于加热块温度t2来控制供应给加热块1125的功率。在咖啡 循环开始时，在预浸泡阶段中，使用在流量计1110处测量的流率fr2来 控制加热块功率和泵功率pp2。换而言之，在预浸泡阶段期间，至少部分 地根据流量计1110测量的流率fr2(如虚线所示)来控制提供给加热块 1125和泵1115两者的功率。在浓缩咖啡萃取过程中，使用流率fr2确定 加热块功率，但是现在将泵1115设置为以100％功率开启。所得的冲煮头 温度g2非常稳定且精确，从而可提供可靠的萃取性能。在图13中用虚线 表示从加热块温度t2到流率fr2的控制“切换”。
70.图17示出了根据本发明另一实施例的新的控制方法的温度/流率/泵功 率。在待机期间控制加热块温度t3，并且将加热块温度t3保持在例如93℃ 的理想咖啡萃取温度，即，基于加热块温度t3来控制供应给加热块1125 的功率。在咖啡循环开始时，在预浸泡阶段中，使用在流量计1110处测量 的流率fr3(如虚线所示)来控制加热块功率，并且预先确定泵功率pp3。 换而言之，在预浸泡阶段期间，至少部分地根据由流量计1110测量的流率 fr3来控制提供给加热块1125的功率。在浓缩咖啡萃取过程中，再次使用 流率fr3确定加热
块功率，并且现在将泵1115设置为以100％功率开启。 所得的冲煮头温度g3非常稳定且精确，从而可提供可靠的萃取性能。在 图14中用虚线表示从加热块温度t3到流率fr3的控制“切换”。
71.本领域技术人员将理解，用于浓缩咖啡机的用户界面可以是拨盘、触 摸屏、按钮或者旋钮以及其他用户界面系统。
72.本发明的另一方面体现在用于浓缩咖啡机的蒸汽棒组件2000中，如 图18至图22中所示。如图18中所示，蒸汽棒组件2000包括蒸汽棒管2100 和模制的球体2200，该球体2200在靠近蒸汽棒管2100上端的位置处模制 在蒸汽棒管2100上。壳体2300和支架2400结合在一起，提供了一个球 体接收组件，该球体接收组件限定用于接收球体2200的插座。球体接收 组件可安装至浓缩咖啡机，以将蒸汽棒管2100可移动地固定至浓缩咖啡 机。如图19中所示，内部柔性蒸汽管2115延伸穿过蒸汽棒管2100，从上 端的开口延伸至在下端处的蒸汽管尖端2120。
73.蒸汽棒管2010是不锈钢的，并且具有朝向蒸汽棒管2010的顶部的滚 花或者纹理区段分2105。该滚花或者纹理区段2105将模制的球体2200键 接到管2010。该球体是工程等级的硬质低摩擦塑料，并且在此实施例中为 聚甲醛(pom/乙酰基)。球体2200大致是球形的，以当其被组装并且封装 在壳体2400和支架2300中时允许在围绕其中心的任何平面中自由旋转。 在蒸汽棒管2100的弯曲区段处设置有握持部2110，该握持部2110大致位 于所述管2100的中间，以帮助使用者握持和操纵管2100。
74.壳体2400和支架2300可以由多种材料制成，并且部件的简单形式有 利于压铸合金(诸如铝)，或者注塑成型塑料。在该实施例中，壳体2400 由abs制成，并且支架2300由尼龙制成。如图20中所示，壳体2400具 有凹入的接收表面2405，该凹入的接收表面2405限定与球体2200的形状 互补的大致球形的圆顶形状。类似地，如图21所示，托架2300也具有凹 入的接收表面2305，该接收表面2305限定与球体2200的形状互补的大致 部分球形的圆顶形状。
75.在该实施例中，壳体2400设置有3个分别限定通孔的凸台，并且托 架2300设置有3个对应的通孔以接收诸如螺钉(未示出)的固定装置， 用于将球体接收组件安装到浓缩咖啡机。
76.图21显示了组装到壳体2400中的蒸汽棒管2100和球体2200，其中 托架2300未组装以显示球体2200如何配合到壳体2400的插座中。球体 2200具有突起2205，突起2205的侧面2205a与蒸汽棒管2100的轴线对 准。突起2205的外表面是球形的并且与球体中心同心。如上所讨论的， 壳体2400和托架2300的互补的凹入接收表面2405、2305与球体2200的 表面匹配，并且还包括接收突起2205的凹部2410、2310。突起2205的侧 面2205a和每个凹部2410、2310的侧面2410a，2310a具有角度偏移， 从而允许蒸汽棒管2100围绕蒸汽棒管2100的轴线旋转角度偏移量。一旦 蒸汽棒管2100旋转到突起2205的侧面与凹部2410、2420的侧面相交的 角度，则通过这两个面的接触而停止旋转。在该实施例中，蒸汽棒的轴向 旋转被限制为
±
45
°
，或者总旋转为90
°
。
77.在其他实施例中，绕轴的旋转可以不受限制。在这些其他实施例中的 一些中，蒸汽棒管的上端在支架内开口，并且蒸汽经由支架供应到蒸汽棒 管。
78.蒸汽棒管2100延伸超过模制球体，从而为注射工具提供圆柱形表面， 以便在球体
2200的注塑成型期间关闭并且密封该注射工具。在一个示例 性实施例中，在球体2200上的工具分型线2210可以从球2200的外表面 稍微凹入，以最小化在注塑成型过程因壳体2400和支架2300接触而产生 毛边的可能性。这进而又减少了产生形成边缘的毛边的可能性，该边缘可 能会钩住壳体2400或者支架2300，并且因而感觉蒸汽棒(2100)的旋转 不顺畅。
79.壳体2400和支架2300分别在底部和顶部具有圆孔，以分别允许蒸汽 棒管2100离开咖啡机，以及允许内部柔性蒸汽管2115进入蒸汽棒管2100。 在壳体2400和支架2300中的孔的形状是圆锥形的，使得蒸汽棒管2100 在垂直于蒸汽棒管轴线的任一轴线上旋转，从而引起蒸汽棒管2100突出 超过球体2200而同时与壳体2400和支架2300接触，以限制蒸汽棒管2100 在该方向上的任何进一步旋转。在该实施例中，垂直于棒轴线的旋转角度 (即，蒸汽棒管的尖端向上/向下或者向左/向右移动)为
±
22.5
°
或者总的 转动范围为45
°
。
80.如图19中所示，内部柔性蒸汽管2115，在优选实施例中为聚四氟乙 烯特氟龙，将蒸汽(或者热水)垂直输送到蒸汽棒尖端2120，并且馈入一 定长度的蒸汽棒管2100，并且固定并且密封在蒸汽棒尖端2120处。如图 22的细节截面图中描绘的，实现此目的的一种方法是将(聚四氟乙烯)内 部柔性管2115穿过蒸汽棒管2100进给，并且将套环2125压接到内部柔性 管2115上。套环直径适合蒸汽棒管2100中的配合直径，从而蒸汽棒管2100 停在较小直径的肩部。较小的直径防止套环2125向上移动穿过蒸汽棒管 2100。可在套环2120上方配合o形圈密封件2130b
‑
c，以在内部柔性管2125与蒸汽棒管2100之间形成密封，从而防止蒸汽或者牛奶进入蒸汽棒 腔，并且防止内部柔性管意外地通过蒸汽棒管2100缩回。蒸汽棒尖端2120 可以用螺纹和o形密封件2130a固定，以防止蒸汽通过在蒸汽棒管2100 与尖端2120之间的接头逸出。
81.在权利要求书的范围内，对浓缩咖啡机、相关的制造方法以及相应的 部件的许多其他变型是可行的且考虑的。此外，可以取决于浓缩咖啡机的 总体预期用途和/或应用来设计部件的尺寸和形状，并且可以在不偏离本发 明范围的情况下至少在一定程度上进行变化。
82.特别意图是，本公开内容不受限于本文所包含的实施例和说明，而是 包括实施例的修改形式，包括实施例的一部分以及落入以下权利要求范围 内的不同实施例的要素的组合。