专利名称：便携多功能咖啡萃取装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及饮料制备装置及其应用，尤其涉及一种便携多功能咖啡萃取装置，可用于咖啡、茶叶等多种饮料的萃取或过滤。
背景技术：
Espresso全球公认的最佳萃取要求是8-9Par的压力，93摄氏度左右的水温，20-25秒左右的萃取时间。但是，目前国际及国内市场现有的(非电动)咖啡壶和萃取器具产品，都无法做到完全符合最佳公认的萃取要求，也无法实现三种萃取方法任意转换选择，更不能作为其他用途。
摩卡壶又称拿波里壶1903年由意大利的比尔来第(Bialetti)公司开始大量制造与销售。摩卡壶由上壶、滤网与下壶组成。水置于下壶，咖啡粉在中的滤网里，当下壶受热后，产生水蒸气，形成一定的压力，将热水往上推挤，经过咖啡粉与壶中的细管，碰到壶盖之后，便落在上壶里，形成咖啡液体。由于形成一定的气压，所以属于高压式煮法，也称做手工的浓縮咖啡(Manual Espresso)。摩卡壶采用密封下壶加热至水沸腾而产生压力，所以具有如下缺陷-
1) 萃取水温过高(密封状态下水的沸点超过100摄氏度)，而咖啡萃取的最佳温度在85-94摄氏度之间。所以依靠在密封状态下沸腾而萃取的形式，水温过高而产生萃取过度是摩卡壶不可改变的缺陷之一。
2) 由于是依靠水在沸腾之后产生的压力来萃取，所以在萃取过程中压力的大小和持续的时间都无法控制。
3) 由于依靠下壶加热至水沸腾而产生压力，所以在考虑安全系数和产品成本的前提下，下壶没有作为锅炉设计，只是简单的加有安全阀的密封加热装置。所以，产生的压力非常小。根本达不到Espresso理想的8-12Bar。
4) 必须依靠明火或电加热装置加热才能工作。使用条件和便携性受到限制。
5) 由于下壶处于密封加热状态下，所以有安全性的问题。
6) 萃取方法和用途单一。手动拉杆机利用活塞加压来产生制作Espresso所需要的压力。用手压加压活塞所产生
的压力被施加到热水上去萃取咖啡，手动拉杆机的缺陷在于
1) 由于使用了杠杆加压活塞，并必须配合底座，所以体积相对庞大，无法作为便携产品使用。
2) 萃取方法和用途单一。
3) 体积材料及加工工艺的原因，使得售价也相对较高。
便携气压ESP咖啡机萃取压力依靠手动加压空气，在容器中储存，而后释放容器中
的压縮空气而产生萃取压力。便携气压ESP咖啡机的缺陷在于-
1) 由于萃取压力依靠释放在容器中的压縮空气而产生萃取压力。所以造成了萃取压力不稳定，产生了由萃取开始至结束的压力线性下降至0的逐渐降压现象。由于是便携产品，所以储气罐的体积受到限制，压力在萃取过程中下降是无法解决的问题。
2) 由于依靠手动加压空气，储气罐的体积又受到限制的前提下，整个萃取过程无法达到理想的8Par左右萃取压力，和20秒左右的萃取时间。
3) 制造工艺复杂，用途单一。
4) 热水来源方式单一。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种制造成本低廉、工艺简单、使用方便、无需额外动力、可便携、可选用各种热源，实现在一套器具中可换用多种萃取和过滤的方式，并达到高质量萃取和过滤目的的便携多功能咖啡萃取装置及其应用。
本发明一方面公开了一种便携多功能咖啡萃取装置，包括外容器和内容器，内容器置于外容器内，外容器与内容器间活动套接，外容器包括封闭的底面，内容器的底部设有萃取物容腔，萃取物容腔的底面设有挡水片或多孔挡板，内容器的底面设有滤网盖，外容器的侧壁与内容器的侧壁间设有机械密封装置。
上述便携多功能咖啡萃取装置内外容器套接后，在内外容器之间形成的空腔经萃取物容腔与内容器的内腔相通。
上述外容器的侧壁与内容器的侧壁间的机械密封装置可采用常规的方式如在外容器内侧壁或内容器外侧壁上设置密封圈。
上述外容器和内容器的侧壁间通过活动套接可实现相对移动，且在相对移动过程中，机械密封装置可使得外容器内侧壁与内容器外侧壁间保持密封。
外容器与内容器可以采用各种常用的容器形状，如圆柱体、长方体、多面体等等，优选圆柱体。
较佳的，上述萃取物容腔与挡水片或多孔挡板盖之间可拆卸。上述滤网盖包括滤网，内容器底部的进水面积可经由滤网或档水片调节。上述萃取物容腔上部设有固液分离部件，由固液分离部件、萃取物容腔的侧壁及挡水片或多孔挡板共同围成的腔体可用于放置萃取物。
固液分离部件为可实现固液分离用途的部件，可以是各种过滤部件，如滤网或多孔板，也可以是其他用于实现固液分离的结构或材料。
较佳的，上述固液分离部件之上还设有萃取液导出管，萃取液导出管一端与固液分离部件连接，另一端则为与内容器内腔相通的出水口，萃取物容腔经萃取液导出管与内容器内腔相通，可将通过萃取物容腔的萃取液导出至内容器内腔。较佳的，上述萃取液导出管的出水口处设有加压装置。萃取液导出管的设计可以在出水口处实现压力的临界变化，使得在咖啡加压萃取时可获得crema。
萃取物容腔中，萃取液导出管可以是一体设计如与萃取物容腔连成整体；为方便清洗，也可以将萃取液导出管设计为可拆分结构。
在制备咖啡及茶水时，萃取物容腔可用于放置咖啡粉或茶叶。
为方便咖啡粉及茶叶的取放，上述滤网盖可拆卸。或者，也可将咖啡粉或茶叶放置于萃取物容腔内，将萃取物容腔制成一次性替换装置。
在净化水或制备其他饮品时，萃取物容腔可用于放置活性炭等饮品过滤或加工材料。本发明第二方面公开了上述便携多功能咖啡萃取装置的用途。
本发明的便携多功能咖啡萃取装置可用于萃取饮料，包括加压萃取意大利浓縮咖啡、制备法式萃取咖啡、滴滤萃取咖啡、茶叶的萃取及其他植物如柠檬、花茶等茶水的萃取。
本发明的便携多功能咖啡萃取装置还可用作过滤装置，包括通过在萃取物容腔中装入活性炭来过滤饮用水，或者装入有利健康的麦饭石等矿物或矿石，过滤饮用水，达到改变水的内含物，获得不同饮用水的目的。
本发明的便携多功能咖啡萃取装置各种用途的工作原理如下
用于加压萃取外容器中加入相应温度和所需体积的水，萃取物容腔中装入萃取物，将内外容器套合，手动将内容器压入外容器，内外容器间隙中由于有机械密封，外容器中的水在内容器套合下压的压力作用下穿过萃取物容腔，经萃取液导出管进入或直接进入内容器内腔中，完成加压萃取的过程。萃取压力来源于手动，且萃取压力由手压施力、萃取 物容腔底部的进水面积、萃取液排出口的面积和被萃取的植物粉末粗细来调整。由于所需 萃取压力的动力来源于直接对内杯下压的手动压力，最大可产生的压力高于15公斤/平方 厘米，完全可以达到萃取Espresso所需要的理想要求8-9Bar压力，而且93摄氏度左右的 水温及20-25秒左右的萃取时间在本发明的装置中也很容易实现。因此，本发明的装置可以 实现高质量的Espresso的制备。
用于法式萃取将萃取物装入外容器，再向外容器注入所需温度和体积的热水。搅匀 静止l-2分钟。将萃取物容腔取出，以滤网盖作为内容器的底面滤网，将内容器压入外容器。 外容器中的液体在内容器的下压过程中通过内容器底面滤网进入内容器。被萃取的粉末将 被滤网过滤后留在外容器底部，萃取液进入内容器。萃取完成。
用于滴滤萃取将萃取物容腔取出，以滤网盖作为内容器的底面滤网，在内容器中放
入萃取物，将内容器搁置在外容器之上，向内容器中注入所需温度和体积的水。注入内容 器的水穿过萃取物通过滤网而滴入外容器中，完成萃取。
用作过滤净化在萃取物容腔中放入活性炭颗粒，将内容器搁置在外容器之上，向内 容器中注入需过滤净化水。注入内容器的水穿过活性炭颗粒通过滤网而滴入外容器中，完 成过滤净化。
与现有的萃取装置相比，本发明的有益效果如下
A. 萃取效果
在加压萃取Espresso的功能上，由于对萃取物(咖啡粉)的有效压力可以达到了国 际公认的8-9Bar。萃取水温由于可自己选择，所以在萃取Espresso的功能上达到了 电动泵压咖啡机的效果，且完全符合Espresso萃取的专业要求8-9Bar的有效压力； 93摄氏度左右的水温；20秒左右的时间。
在法式萃取上，由于功能和原理上和传统的法压萃取工具完全相同，所以在萃取结 果上完全等同传统的法压效果。
在加压法式萃取上，由于对被萃取的液体施加了 1Bar左右的压力，所以与传统法式 相比萃取更为出色，在口感上较为浓郁。
在滴虑萃取上，由于萃取原理和传统的完全相同，所以萃取效果完全等同传统的滴 虑萃取(手冲)。
B. 过滤净化效果
过滤净化效果取决于活性炭颗粒的吸附作用，在使用效果上，不同的活性炭颗粒，过滤净化的效果有不同。 一般而言，净化过滤效果等同使用相同活性炭颗粒一般的 水净化过滤器。
C. 使用效果
目前，Espresso都必须由电动泵压咖啡机萃取，所以饮用Espresso只有在具备泵压 咖啡机的场所才能实现。而本发明由于装置体积小便于携带，使用简单方便，只要 在有合适温度热水或可加热至合适温度的热源条件下，即可萃取Espresso,这样的 条件需求等同于冲饮速溶咖啡的条件(萃取杯也可用作饮用咖啡的容器)，即通过本 装置，可实现在任何环境中萃取Espresso。
本发明的装置可满足萃取高品质Espresso的所有条件，获得高质量的Espresso,这 也是现有非电动萃取器具的技术和产品没有做到的。
本发明的装置萃取方式选择多样化，彻底摆脱了传统咖啡萃取器具只能单一使用一 种萃取方式的问题。使用者可随意的选择合适自己口味的萃取方式。
D. 本发明的机械结构简单，加工制造成本低，携带方便是其明显的优势。可用金属或 耐热塑料制造。不同的制造材料制造的外容器，均可直接注入温度合适的热水，耐 热性材料制造的外容器还可加入冷水，而后通过加热外容器使外容器中的冷水达到 所需要的温度的方式获得热水。
对比达到同样萃取质量的Espresso,本发明和电动泵压咖啡机相比，在成本、使用 方便性和使用环境及便携性等方面均具有明显优势。
图l:便携多功能咖啡萃取装置的结构示意图
图2:便携多功能咖啡萃取装置内容器移动状态示意图
图3:便携多功能咖啡萃取装置的外容器结构示意图
图4:便携多功能咖啡萃取装置的内容器结构示意图
图5:便携多功能咖啡萃取装置取出萃取物容腔保留滤网盖后的内容器结构示意图 图6:便携多功能咖啡萃取装置的萃取物容腔结构示意图 图7:便携多功能咖啡萃取装置的滤网盖示意图
具体实施例方式
如图1和2所示便携多功能咖啡萃取装置，包括外容器1 (如图3所示)和内容器2 (如图4所示)，内容器2置于外容器1内，外容器l与内容器2间活动套接并可拆分，外 容器包括密封底面3，内容器的底部设有萃取物容腔4，萃取物容腔的底面设有挡水片7， 内容器的底部设有滤网盖5，挡水片重叠于滤网盖之上，滤网盖如图7所示包括滤网6，外 容器的侧壁与内容器的侧壁间设有密封圈8。萃取物容腔、滤网盖、挡水片均可拆卸，萃取 物容腔拆卸只保留滤网盖的内容器如图5所示。萃取物容腔如图6所示，上部设有滤网9， 由滤网9、萃取物容腔4的侧壁及挡水片7共同围成放置萃取物的内腔12。滤网9的顶部 设有萃取液导出管13，萃取液导出管一端经滤网9与萃取物容腔相通，另一端则为与内容 器内腔相通的出水口 14，可将通过萃取物容腔后形成的萃取液导出至内容器内腔ll，萃取 液导出管的出水口 14处设有加压装置15。萃取液导出管13与萃取物容腔一体设计。
上述便携多功能咖啡萃取装置内外容器套接后，在内外容器之间形成的空腔10经萃取 物容腔4与内容器的内腔11相通。 多种萃取方式的实现 Espresso加压萃取
外容器1中注入温度合适的热水，萃取物容腔中加入咖啡粉，将内容器2套合在外容 器1中，手动压入外容器。外容器1中的水在内容器2套合下压的压力下作用下穿过萃取 物容腔和萃取液导出管13，进入内容器的内腔ll，完成加压萃取的过程。 法式萃取
将所需萃取的咖啡粉倒入外容器1内，再注入温度合适的热水，搅匀静止l-2分钟。 卸掉萃取物容腔4和挡水片7，将滤网盖5安装在内容器2的底部，将内容器2压入外容器。 咖啡粉将被滤网过滤后留在外容器底部，萃取液进入内容器。萃取完成。 加压法式萃取
将所需萃取的咖啡粉倒入外容器1内，再注入温度合适的热水，搅匀静止l-2分钟。 卸掉萃取物容腔4和挡水片7，将滤网盖5安装在内容器2的底部，将内容器2压入外容器。 由于挡水片的开孔面积小于外容器的口径，所以在内容器压入外容器时将受到所需要的压 力。这样将内容器压到外容器内，进入内容器完成萃取的液体受到了一定的压力(1Bar左 右)而完成萃取。加压的法式萃取比较传统的法式，就口感来说更为浓郁。 滴虑萃取
卸掉萃取物容腔4和挡水片7，并安装在内容器2的底部，在内容器2中放入咖啡粉，将内容器2搁置在外容器1之上，向内容器中注入所需温度和体积的水。注入内容器的水 穿过萃取物通过滤网而滴入外容器中，完成萃取。 茶叶的萃取
茶叶的萃取，可根据口味需要选用上述萃取方式中的任何一种。由于上述萃取方式萃 取时间短，茶叶中所含对人体的负面物质不容易被萃取到饮用液中。所以上述的几种萃取 方式都优于传统的浸泡萃取。
权利要求
1. 一种便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，包括外容器和内容器，内容器置于外容器内，外容器与内容器间活动套接，外容器包括封闭的底面，内容器的底部设有萃取物容腔，萃取物容腔的底面设有挡水片或多孔挡板，内容器的底面设有滤网盖，外容器的侧壁与内容器的侧壁间设有机械密封装置。
2. 如权利要求1所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述便携多功能咖啡萃取装置内容器与外容器套接后，在内外容器之间形成的空腔经萃取物容腔与内容器的内腔相通。
3. 如权利要求1所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述机械密封装置为密封圈。
4. 如权利要求1所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述萃取物容腔可拆卸。
5. 如权利要求1所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述滤网盖可拆卸。
6. 如权利要求1所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述挡水片或多孔挡板可拆卸。
7. 如权利要求l-6中任一权利要求所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述萃取物容腔上部设有固液分离部件。
8. 如权利要求7所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述固液分离部件为多孔板或滤网。
9. 如权利要求7所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述固液分离部件之上设有萃取液导出管，萃取液导出管一端与固液分离部件连接，另一端则为与内容器内腔相通的出水口，萃取物容腔经萃取液导出管与内容器内腔相通。
10. 如权利要求9所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述萃取液导出管与萃取物容腔连成整体，或者所述萃取液导出管可拆卸。
11. 如权利要求9所述便携多功能咖啡萃取装置，其特征在于，所述萃取液导出管的出水口处设有加压装置。
12. 如权利要求l-ll中任一权利要求所述便携多功能咖啡萃取装置用于萃取饮料或用作过滤装置。
13. 如权利要求12所述便携多功能咖啡萃取装置的应用，其特征在于，所述萃取饮料包括加压萃取意大利浓縮咖啡、制备法式萃取咖啡、滴滤萃取咖啡及茶水的萃取。
全文摘要
本发明公开了一种便携多功能咖啡萃取装置及其应用，该便携多功能咖啡萃取装置包括外容器和内容器，内容器置于外容器内，外容器与内容器间活动套接，外容器包括封闭的底面，内容器的底部设有萃取物容腔，萃取物容腔的底面设有挡水片或多孔挡板，内容器的底面设有滤网盖，外容器的侧壁与内容器的侧壁间设有机械密封装置。本发明的装置可用于咖啡、茶水，饮用水等多种饮料的萃取或过滤。
文档编号A47J31/02GK101461664SQ20091004519
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者陈一儒 申请人:陈一儒