用于制备饮料的设备的制作方法

专利名称：用于制备饮料的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于根据消费者需要而制备和配发饮料的设备。本发明特别 涉及用于制备和配发咖啡饮料的设备，然而但本发明的至少一些方面可应用于其他饮料。
背景技术：
咖啡饮料自动售卖设备已应用多年。然而，很多这种设备仅能提供有限 范围内的质量欠佳的^L料，例如，通过将速溶咖啡颗粒或其他配料混合以热 水而形成的饮料。与此相反，本发明意在提供一种制备咖啡饮料的设备，其 使用新鲜配料，例如，现磨咖啡、新鲜乳等。还希望提供能够生产蒸馏咖啡 且也可选择生产以咖啡为主要成分或加入咖啡的其他饮料(例如滴滤咖啡、 美式咖啡、拿铁咖啡、卡布其诺咖啡、热奶咖啡等咖啡以及热乳和热巧克力 等)的设备。进一步的关注在于，提供以最少人工劳动实施的咖啡自动售卖设备。所 述设备需要处理例如鲜奶的配料，因而重要的是，确保定时地适当清洁与所 述配料接触的该设备所有部件，这是因为，即使少量不新鲜乳残留在该设备 中，也会构成对健康的威胁。然而，设备的清洁和维护操作如果正确履行， 则会花费大量时间，而且，如果包含在这些过程中的劳动量能够减少，将是 令人期待的。除了能够自动配发饮料以外，理想的是，希望所述设备能够自 清洁，或至少能够清洁与饮料或配料尤其是乳相接触的那些部件，使得所需 的人工劳动着重于偶尔补足配料贮存以及进行例如当时擦拭表面等的简单 的清洁操作，而主要的定时的清洁操作则自动进行。
发明内容根据一个方面，本发明提供用于制备和配发饮料的设备，其适于在工作 模式下操作，在所述工作模式下，所述设备可接收来自使用者的指令，以制备和配发饮料；所述设备还适于在清洁模式下操作，在所述清洁模式下，其 部件被自动清洁，而且该设备不能配发饮料；其中，所述设备可操作以响应 于预定事件而从所述工作模式自动切换至所述清洁模式。所述预定事件可为多种事件中的任一种，例如，当传感器检测到有害材 料积累到给定水平时，或者当其检测到不存在潜在消费者时。然而，所述设 备通常在预定时间执行从工作模式切换至清洁模式的操作，所述预定时间例 如为以预定天数或者在上 一 次清洁操作之后的预定时间。根据另一方面，本发明提供一种用于制备饮料的设备，该设备包括用于 贮存或制备饮料液体成分并将所述成分沿一管道传输到一饮料配发器的装 置；所述设备包括用于贮存用于清洁所述管道的一种或多种清洁剂的贮存 单元，用于将预定量的所述清洁剂或各所述清洁剂引入到所述管道中，并用 于在引入所述清洁剂之后将一定量的水引入到所述管道中以冲洗所述清洁 剂的管道的装置；所述设备包括控制装置，用于当制备和配发饮料时防止将 所述清洁剂引入到所述管道中，并且用于当清洁所述管道时防止制备和配发 饮料。在最宽的考虑范围内有必要确保的是， 一方面，乳管道(以及其他任何 管道)被彻底清洁，而另一方面，没有清洁剂存在于配发的饮料中，无论何 时清洁剂被引入管道中，即，无论其是否在清洁循环过程中。所述设备优选 能够确保上述情况，即使设备中的任何部件出现故障。由此，根据进一步的 方面，本发明可提供一种用于制备和配发饮料的设备，所述饮料包含易腐成 分，尤其是对于含乳饮料，所述设备包括(1) 用于所述易腐成分的管道，其需要使用清洁剂进行清洁；(2) 易腐成分计量器，用于确定配发到饮料中的易腐成分的量； (3) 用于在清洁操作过程中将一定量的清洁剂引入到所述管道中，将所述清洁剂通过所述管道传送，并将所述清洁剂从所述管道中去除的装置；和(4) 清洁剂计量器，用于确定引入到所述管道中的清洁剂的量； 其中，引入到所述管道中的清洁剂的量还通过所述易腐成分计量器来确定，而所述设备可操作以在所述清洁操作过程中由所述易腐成分计量器的确 定结果与由所述清洁剂计量器的确定结果之间出现差异的情况下产生警报 和/或防止配发々欠泮+。因此，在清洁操作过程中通过管道传送的清洁剂的量由两种计量器确定 这一事实，可确保不仅使用了正确量的清洁剂，而且还能够检查到两个计量 器均正确工作且在清洁操作结束时所有清洁剂已经清除出所述管道。同样重要的是，确保在饮料配发操作过程中，不会由于例如清洁剂泵的部件发生故 障而引入清洁剂。这可通过例如使该设备包括沿所述管道串联的多个部件而 加以避免，所有这些部件必须操作正确才可引入清洁剂。例如，可提供用于 将清洁剂引入到所述清洁剂计量器中的泵，可提供用于将清洁剂从所述清洁 剂计量器中泵浦至所述易腐成分管道的第二泵，并可提供在所述第二泵与所 述易腐成分管道之间的阀。在这样的结构中，在饮料配发操作过程中，所有 三个部件都出现故障时才会将清洁剂引入所述管道中。所述设备可设置为，使清洁剂从冷藏间或被引入的其他点通过所述管道 单向传送至配发器，或者，其可配置为包括从配发器至所述管道的回路，用 于使清洁剂在被排弃或返回至贮藏器以备下次使用之前能够在闭合环路中 再循环。在此种形式的设备中，饮料配发器可在配发位置与清洁位置之间移 动，在所述配发位置，该设备能够配发饮料；而在所述清洁位置，该设备能 够使管道中的清洁剂再循环，和/或使饮料配发器的外表面通过清洁剂进行 清洁。因此，所述设备可包括容器，例如，在配发器下方的通常形式的溅液 盘，其在所述设备的正常工作中收集饮料的溅出物，但在清洁操作过程中， 其将保持一定量的清洁流体，使得配发器在行进至其清洁位置时降低进入清洁流体中。配发器在清洁过程中移动至溅液盘正上方的位置，其优点在于， 在清洁操作过程中消费者不可能将杯放置就位，因而将避免消费者无意间接 收清洁剂而非所需饮料的可能性。无论清洁剂是单向还是以再循环方式通过管道传送，优选利用如上所述 的两个计量器来检查通过管道传送的清洁剂的量，以耗尽所有清洁剂，并确 保在清洁操作结束之后没有清洁剂留在管道中。因此，如果清洁剂连续循环 一段时间，则清洁操作应随着清洁剂结束计量而结束，使得在清洁操作结束 时所有清洁剂被耗尽。因此，所述设备可由受控于控制器并定时进行的全自动清洁操作来进行 清洁，例如，几小时一次至每天一次等，而不需要人员介入。清洁操作可被 控制，使得其在设备不常使用的时段进行。另外地或可替代地，所述设备可 能包括近感式传感器，以检测所述设备的区域中潜在消费者的存在，例如用 于当检测到潜在消费者时阻止启动清洁操作。由于这样的饮料通常含有需要冷藏的乳，因此本发明还提供一种用于制备和配发含乳饮料的设备，该设备包括用于贮存至少一个乳容器的冷藏室，述设备的非冷藏的至少一部分清洁所述乳环路的装置；其中所述乳环路包 括隔具，在该隔具中能够清洁的部分和不能通过清洁装置清洁的部分相互 分开，以允许清洁所述乳回路，同时允许乳保留在所述容器中。在所述设备中，乳回路的邻近于所述隔具的部分优选包括使清洁流体可 引入其中的装置。因此，有可能以容易的方式使清洁流体能够自动地且周期 性地引入到所述乳回路中，以清洁该乳回路。如果需要，位于冷藏隔间中的乳容器有可能被清洁和再使用，这取决于 设备的类型和操作环境。然而，对于全自动操作，有利的是，乳回路的不能 通过清洁装置清洁的所有部件，与所述容器是可一次性使用的。以这种方式， 乳回路的不能自动清洁的各部件可在补充乳供应时随乳容器一起被简单地更换。
除了用亍处理饮料中的乳和清洁所述设备的装置以外，所迷设备优选能够制备高质量饮料，例如蒸馏咖啡和滴滤咖啡。这将需要冲酿器组件，在该沖酿器组件中，现磨咖啡-故引入并压制，同时以通常6-12bar，理想为约 9bar的高压将热水注入咖啡中。水通过咖啡所花费的时间理想为约12秒-45秒，而此溶液可直接配发。根据消费者的选择，可能必须制备普通的滴 滤咖啡作为蒸馏咖啡的替代品。这在饮料中具有显著更多的水量，而通常将 热水简单地加入蒸馏咖啡中作为滴滤咖啡供应。然而，这样的饮料是美式咖啡而不是滴滤咖啡。已经提出采用相同的冲酿器组件用于制备蒸馏咖啡和滴 滤咖啡，但困难在于，这两种饮料需要显著不同的水量、咖啡量和冲酿压力。 根据另 一 方面，本发明提供一种能够冲酿蒸馏和滴滤咖啡饮料的沖酿器 组件，所述组件具有由腔体限定的空腔和在所述腔体中可移动以改变所述 腔的容积的至少一个活塞，该活塞在允许引入经磨制的咖啡并排出咖啡残渣 的位置与允许将水注入经磨制的咖啡中以制备蒸馏饮料的蒸馏沖酿位置之 间可移动，所述活塞还可移动到滴滤咖啡冲酿位置用于制备滴滤咖啡饮料， 在所述滴滤咖啡冲酿位置时的腔容积大于处于所述蒸馏沖酿位置时的腔容 积，所述组件包括用于在制备所述滴滤咖啡饮料的过程中将一定量的水引入 所述腔中的装置，其使得在所述腔中的饮料被配发。所述组件还优选包括用 于当所述滴滤咖啡已经被冲酿时移动所述活塞以减小所述腔的容积的装置， 以配发剩余量的滴滤咖啡々大料和/或将剩余的咖啡渣压制为例如圓饼，以易 于排出咖啡残渣。虽然在理论上有可能采用活塞式沖酿器用于冲酿蒸馏咖啡和滴滤咖啡， 在该活塞式冲酿器中，在冲酿过程中用于滴滤咖啡液体的所有一杯的量均包 含在冲酿腔中，但如果要增加冲酿器缸体的长度和活塞的冲程，则其缺点在 于，所述组件的尺寸显著增加，因而所述组件立刻变得过大而无法装配在设 备壳体中。根据本发明，蒸馏沖酿器可用于冲酿滴滤咖啡，其中，为每份饮 料配发的滴滤咖啡的体积基本上是没有限制的，或者仅受限于可引入到缸体 中的经磨制的咖啡的体积。
所迷组件可设置为引入离散量的水，例如，引入第一水量用亍干的磨制 咖啡，并在咖啡与第一水量完成冲酿之后引入第二水量。在这种情况下，活塞可移动至大致限定所述腔的最大容积的位置，并在咖啡液体已沖酿完成之 后，可将第二水量引入以取代咖啡液体并使其被配发。最后，活塞可移动以 减小所述腔的容积并因而配发第二 (或最后的)咖啡液体量。可替代地，可 引入连续的水流。例如，在一种形式的组件中，提供一装置以计量进入冲酿 腔中的经磨制咖啡的量，而活塞可移动到的滴滤咖啡冲酿位置能够提供冲酿腔中用于冲酿咖啡的容积略大于未压制咖啡的体积，例如大5 - 50% ,优选 大7-20%。然后，水可连续泵抽通过冲酿腔，例如直到已供给了用于一杯 咖啡的所需量的水，或者直到几乎已供给了所有所需量的水。对于340ml 的杯容量，和15 - 30g的磨制咖啡，30 - 90秒且尤其是40- 60秒范围的冲 酿时间是典型的。在完成将水泵抽通过沖酿腔之后，活塞可朝向咖啡移动以 排出剩余的水，而使用过的咖啡圆饼可如前所述地排出。因此，不是简单地将热水添加到蒸馏咖啡中，而是，沖酿腔可多次或连 续使用以沖酿滴滤咖啡，而且所有的水用于浸没所述咖啡。根据此方面的冲酿器组件可相应地用于制备咖啡饮料，其过程包括(1) 磨制一定量的咖啡，并将经磨制的咖啡引入到由腔体和至少一个 活塞限定的冲酿腔中；(2) 将活塞朝向经磨制的咖啡移动，直到咖啡被封装在腔容积中，该 腔容积比经磨制的咖啡的体积大至少5%;(3) 将热水泵抽进入所述腔中以允许注入咖啡，并将所形成的咖啡液 体泵抽出所述腔外；(4) 在停止泵抽所述水和咖啡液体后，使活塞压制咖啡；和(5) 从所述腔中排出压制后的咖啡。如果需要，活塞可移动至允许所述腔中的空气排出的位置，所述空气被 用于冲酿步骤的引入的水取代，活塞然后可移动至在进一步引入水之前密封 所述腔的位置，或者活塞可在整个过程中密封所述腔，而空气在需要时可通
过其他方式控制排出，例如，使空气可通过位于沖酿腔中液面上方的例如饮 料配发管道的管道排出。冲酿器可仅包含单一的活塞，或可具有两个活塞， 每个活塞在冲酿周期中在不同时间可在不同的位置之间移动。这样， 一个活 塞，即上活塞，如设置在垂直轴线上，则可移动至完全位于冲酿腔之外的位 置，并允许将咖啡引入其中及允许从其中移除使用过的咖啡，活塞还可移动 至处于冲酿腔中准备用于制备蒸馏咖啡的位置。下活塞可在最下位置与最上 位置之间可移动，在所述最下位置，允许所述腔保持已被引入其中的磨制咖 啡，在所述最上位置，活塞的上表面大致平齐于腔体的顶表面，以便下活塞 作用而将使用过的咖啡移除。所述组件可包括一元件，该元件被设置以越过 下活塞的表面移动，从而从其上移除使用过的咖啡。冲酿器组件可包括用于活塞的驱动装置，该装置被设置以在冲酿周期中 在最顶位置与最底位置之间移动各活塞，并可使活塞的移动呈现一定程度的 滞后，使得在冲酿周期中，例如当咖啡被引入所述腔中时，以及当咖啡在冲 酿蒸馏咖啡的过程中被压制以注入水时，活塞之间的间隔在不同的时间将有 所不同。活塞可连接到多个棒，所述棒能够在冲酿周期中上下移动以将活塞在不 同位置之间移动，而且所述棒均可通过单一的马达驱动。所述棒可例如在其 长度的主要部分上且优选在其基本上整个长度上具有螺紋，并可通过与所述 棒啮合的轴承安装在腔体上，使得轴承的旋转将导致所述棒轴向移动。所述 活塞，或其上安装有活塞的活塞轴，可通过安装棒与所述棒相连。如果其中 一个安装棒被固定到所述棒，则与其相关联的活塞将跟随所述棒的运动，而 如果另 一安装棒能够沿所述棒轴向滑动 一有限程度，则与所述安装棒相关的 活塞将仅在所述周期的部分中跟随所述棒的运动，从而允许活塞之间的间隔 改变。可采用任何适合的结构将水引入所述腔中并将咖啡液体从中去除，所述 结构优选具有在所述腔的相对侧的入口和出口 ，使得在冲酿过程中水可流动穿过所述腔。所述入口和出口可位于腔壁中或活塞中。
当采用两个活塞时，可通过一个活塞将热水引入缸体中，而可通过另一 活塞将咖啡液体从所述缸体中排出，使得水轴向穿过大致盘状体积的咖啡的 厚度。如果冲酿器装置被设置围绕一竖直轴线，则当制备蒸馏咖啡时可通过 上活塞或下活塞将水引入。当制备滴滤咖啡时，虽然并非必要但优选的是， 通过下活塞引入水。对此的原因在于，在充满热水之前存在于冲酿腔中的空 气可以通过上活塞排出。而且,，细滴滤通常设置在咖啡液体的出口处，而相 对较粗的滴滤将通常设置在水入口处。如果咖啡液体通过下活塞离开所述 腔，则其上的细滴滤可由于细咖啡固体而阻塞。另一方面，如果咖啡液体通 过上活塞离开冲酿腔，则咖啡固体将会滴回到所述腔中而不会阻塞滴滤。通 过底活塞引入水的进一步优点在于，当制备滴滤咖啡时，通过缸体的向上的 水流将阻止经磨制的咖啡下落并使其保持悬浮。乳可通过可替换乳供给单元进行供给，例如，具有延伸的管以使乳可通 过其中配发的乳供给单元，而且，可提供例如蠕动泵的装置与乳供给单元协 作以允许和阻止乳的流动。优选地，乳以所谓的"盒中袋，，进行供给，其中 密封的软塑料袋容纳在由例如硬纸板形成的相对较硬的盒中，所述袋可设置 有一段从其延伸的软管。所述管可在使用前密封，其末端在盒中袋被安装在 所述设备中时可被切开。乳管道的连接到乳容器的可替换部分可为柔性的， 所述设备可包括用于夹紧所述管道以将乳保持在所述容器中并且将其在所 述管道上的夹件松开以使乳可从所述冷藏隔间传输的装置，例如夹阀。用于 夹紧管道的装置或夹阀优选可电控操作从而使其能够通过所述设备中的控 制装置被远程驱动。这种形式的夹阀可用于使乳可从一个容器配发至饮料， 同时阻止乳从另一容器配发，其原因例如为其中一个容器已用尽，因为其超 过了其使用期，或为了在冷藏隔间中转动乳储备。电动夹阀本身是新颖的， 因此，根据另一方面，本发明提供一种用于制备含乳饮料的设备，该设备包括用于容纳一个或多个乳容器的冷藏隔间，所述容器或各所述容器具有允 许从所述隔间供给乳的柔性管道，所述设备包括关联到各柔性管道的装置，
夹件松开以允许从所述隔间传输乳，所述装置或各所述装置被电控操作从而使其能够被远程驱动。这样的容器可相对较大，例如具有5-25升量级的容积，其典型的标准 尺寸为13.6升。而且，如果需要为用于繁忙地点的设备降低乳容器需要更 换的频率，则需要同时更换多个容器，在这种情况下，乳的总重量十分重要。 因此，根据另一方面，本发明提供一种用于制备含乳饮料的设备，该设备包 括具有可移除面板的冷藏隔间，所述面板具有用于保持一个或多个乳容器的 结构和用于接合一装置的结构，所述装置能够使所述面板和乳容器从所述隔 间被移除并移送至远处，而且还能够使所述面板和乳容器从远处移至所述隔 间并连接到其上从而使所述容器或使各所述容器位于所述隔间中。因此，当 乳将被补充时，所述面板可连接到所述装置，例如以推车的形式，被移送至 旧容器移除并更换为新容器的地点，移回所述设备并重新安装在冷藏隔间 中。如果冷藏隔间处于所述设备的下部，则有可能且希望的是，所述面板的 移动和重新连接将在不改变容器高度的情况下实现，从而不需要将其升起。所述设备可包括用于确定所述容器或任一容器是否清空的装置以及控 制器，该控制器启动所述夹紧装置或夹阀以便在所述容器清空时持久夹紧与 其相关联的管道(也就是说，直到所述相关的容器被更换)，从而防止任何 配发旧乳的可能性。所述设备可例如包括配料装置，该配料装置与所述乳管道相关联并当 配发饮料时将给予预定量的乳。因此，根据另一方面，本发明提供一种用于 制备含乳饮料的设备，该设备包括从乳的贮存位置延伸至配发乳的配发位 置的乳管道，以及与所述乳管道相关联的配料装置，该配料装置可操作以检 测从所述贮存位置接收的乳的重量或体积，并且允许根据从所述贮存位置接 收的乳的量来配发 一 定量的乳。这种配料装置可用于确定任何乳容器是否清空，因而确定是否需要其中 一条配发管道关闭及另一容器用于供给乳。所述配料装置优选包括对于来自 所述管道的乳的贮藏器，用于确定乳体积或所述贮藏器及其中所容纳乳的重 量的装置，和当乳量且通常为所述贮藏器以及乳的重量超过预定值时关闭所 述贮藏器上游管道的阀。在这种情况下，所述l&藏器可与其上游和/或下游 的乳管道分开，并能够竖直移动至一定限度以允许确定其中乳的重量，例如 通过用于确定负载的弹簧或任何其他装置进行确定，所述装置例如为能够检 测到其中应变的臂。通过将乳贮藏器与乳管道分开，可显著简化贮藏器的清 洁，而且通过将贮藏器与测量装置分开，仅有比测量装置更易于清洁的所述 贮藏器与乳接触。当所述隔间容纳多个容器时，配料装置或用于确定容器是否清空的其他 装置与夹阀 一起，当其中 一个乳容器清空或当容器中的乳超过使用期时能够 迅速并简单地转换乳容器，而且所述转换可甚至在饮料的配发操作过程中进 行。因此，所述装置优选包括关联到各容器的阀，用于开启和关闭所述容器 的管道，所述阀被设置为开启所述管道以允许一定量的乳配发至饮料以及被 设置为关闭所述管道以停止乳的配发，所述传感器监测配发至每一饮料中的 乳的量，在配发操作过程中，所述传感器当检测到已经没有乳从所述管道供 给时可操作以使所述阀持久关闭所述管道(即，直到更换所述容器)。通过 监测配发至每一饮料中的乳的量而不是配发总量或在容器中的剩余量，并通 过在必要时转换容器，有可能确保消费者不会得到不足量的乳，而同时减少 了在容器中剩余的未使用的乳量。此外，零售人员可通过所述设备追踪剩余 乳量。根据另一方面，本发明提供一种用于制备和配发饮料的设备，该设备包括用于使消费者能够选择饮料的装置；配发头，用于将饮料配发到放置在 该配发头下方的杯支撑件上的杯中；和用于根据所选的饮料来垂直移动所述 配发头和/或杯支撑件的结构，从而使所述配发头相对于所述杯支撑件的位 置适于所选饮料的杯的尺寸。配发器或配发头竖直移动的能力具有的优点在 于，其有可能根据放置在配发位置中的杯的尺寸来调节其位置。这样的设备具有的优点在于，有可能设置可用于饮料选择过程中的最大 尺寸的杯，从而防止消费者选择多杯低量的例如蒸馏咖啡的饮料并将它们配
发到大杯中，从而无意或有意且根据所选的付款方式而避免付款。所述设备 具有的进一步的优点在于，由亍配发头可定位于相对靠紧杯中饮料的表面， 因此在配发头与所述表面之间的间隙减小，从而可显著减少由于饮料溅出而 弄脏所迷设备的情况。配发头的这种形式可优选与一个或多个传感器相结合，用于检测已放置器相结合，如果已放置在所述配发头下方的杯的尺寸不正确，则所迷控制器 将阻止配发饮料。因此，有可能防止选择过小的杯用于所选饮料，过小的杯 将导致饮料溢出和设备弄脏。根据这一方面，本发明提供一种用于制备和配 发饮料的设备，其中所述饮料从不同量的饮料的范围内选出并被配发到由消费者提供的杯中，所述设备包括探测器，用于探测由消费者提供的杯的尺 寸；存储器，其包含将被显示的多种信息；控制器，用于根据所述探测器和 由消费者所选的饮料来选择所述设备的操作和/或选择信息或警报；和显示 器，用于显示在所述存储器中的信息。在一些情况下，控制器可操作而使所述设备除了配发饮料以外还显示信 息，而在其他情况下，例如当所述设备显示警报或已作出的不正确选择时， 该控制器可操作以停止所述设备的操作直到警报原因已被排除。信息显示器和用于接收使用者指令的输入装置优选可结合在单一的装 置中，例如采用触摸屏的形式,，因此，根据另一方面，本发明提供一种用于 制备和配发饮料的设备，该设备包括 一个或多个传感器，用于检测所述设 备的物理状况；触摸屏，用于显示信息并用于接收来自使用者的指示；存储 器，用于存储与饮料和/或所述设备的操作相关的数据；和控制器，用于控 制所述触摸屏或设备的操作，使得仅当由所述设备接收的指令匹配于由所述 传感器检测到的该设备的物理状况时，该设备才会配发饮料。根据这一方面， 在所述指令与所述物理状况之间不相容的情况下，所述控制器可操作以使与 所述物理状况相关的信息通过所述触摸屏进行显示。所述物理状况可相关于配料是否存在，由所述设备提供的饮料范围的
对应改变是否存在，或由消费者所选饮料的类型是否存在。或者，所迷物理 状况可相关于由使用者提供的杯的尺寸，使得所述设备将指示错误尺寸的杯 并防止配发饮料。而且，所述物理状况有可能为以下事实，即，所述设备已 进入清洁周期，因而不能配发饮料。为了制备含泡沫乳的饮料，所述乳需要与蒸汽混合以将其加热，并与空 气混合以给予泡沫乳以适合的形体。这在传统上已经通过多种方式实现，例 如，通过利用短杖将蒸汽引入乳容器中并允许空气进入乳中，或通过使蒸汽 穿过文氏管并允许乳被抽入文氏管喉部。然而，这样的方法具有的缺点在于， 对于制成的泡沫化乳无法控制。根据另一方面，本发明提供一种用于制备泡沫化乳饮料的设备，该设备 包括通过将乳、空气和蒸汽引入混合室中来泡沫化乳的结构，所述设备具 有用于独立改变所述乳、空气和蒸汽的相对流速的装置。根据这一方面，在 乳、空气和每种流体的流速可调节的情况下，或在两种流体的流速可相对于 第三种流体可调节的情况下，空气、乳和蒸汽均在正压力下供给，例如，通 过泵进行供给，以确保所需的产品。例如，所述调节可当所述设备试运行时 进行，或者无论何时需要不同的饮料时进行电动调节。本发明的这一方面具有的优点在于，设备可以可靠使用以形成所需浓度 的泡沫化乳产品，因为任何配料的量不取决于所供给的任何其他配料的量。 例如，蒸汽流速可设置为常数并由对蒸汽烧制器的功率输入和所述设备的设 计来确定，而空气和乳的流速可由泵控制，并根据所选产品通过控制装置进 行改变。还希望的是，提供一种全自动的贮存咖啡豆并将其配发至豆磨具的方 法，其方式使得在打开咖啡豆容器与使用所述咖啡之间的咖啡氧化减少，而 同时，操作所述系统而使得在例如补充咖啡储备这样的需要人员介入的操作 之间具有相对较长的时段。这样，根据另一方面，本发明提供一种用于制备和配发咖啡饮料的设备，该设备包括咖啡冲酿器、咖啡豆磨具以及位于所 述咖啡豆磨具上方的咖啡豆贮存器，所述设备被设置为在其中多个位置中容
納多个咖啡豆容器，所述咖啡豆贮存器包括位于至少一个其中所迷位置下方 的刺穿装置，所述刺穿装置被设置为竖直向上移动以刺穿所述容器中的一 个，使得咖啡豆从所述容器中倾入到所述豆磨具中。所述设备优选地包括传感器，用于检测在所述豆磨具中的咖啡豆的量； 以及控制器，用于当在所述磨具中的咖啡的量低于预定量以下时启动所述刺 穿装置，使得所述刺穿装置可继续打开另外的容器。咖啡豆容器有可能是静止的，而所述刺穿装置移动至每个不同的咖啡豆 容器，或者，所述容器移动至刺穿装置的位置。在后一种情况下，方便的是， 所述容器位于可移动的保持器上，该保持器被设置为当所述容器中的一个已 经被刺穿或将被刺穿时推进所述容器，使得完整的容器位于所述刺穿装置上 方。因此，多个容器可设置在步进转动的旋转式传送器上，以将容器与刺穿 装置对正。刺穿装置可例如包括大致圆筒状的切割器，其上端形成一个或多 个锋利的切割刃，所述切割刃可刺穿和切割豆容器的金属箔密封。 一旦刺穿， 则豆可通过切割器倾注到位于正下方的豆磨具漏斗中。这样的结构可保持2-10个容器，通常为4个容器，使得咖啡豆容器仅需要偶尔补充，例如每周一次，但咖啡豆暴露于空气的时间要短得多，以减少氧化。这样，根据本发明的另一方面，提供一种用于自动制备和配发咖啡饮料的设备，该设备包括用于容纳多个密封的咖啡豆容器的咖啡豆贝i存器；用 于自动打开所述容器的装置；用于容纳来自容器的咖啡豆并将其磨制的咖啡 豆磨具；用于冲酿经磨制咖啡的咖啡沖酿器；和用于贮存将被配发至咖啡饮 料中的一个或多个乳容器的冷藏隔间，其中，咖啡豆贮存器能够保持多个咖 啡豆容器，使得在需要根据对应于冷藏隔间中的乳的可用时限的时段进行补 充之前，咖啡可保存在密封于大气的咖啡豆贮存器中，但其将暴露于大气的 时间仅为所述时段的一小部分。咖啡相对于乳的使用比率将取决于多种因素，特别是不同类型的饮料的 消耗方式，例如，例如白咖啡、拿铁咖啡等含乳饮料的消耗不同于例如蒸馏 咖啡这样的不含乳的咖啡的消耗，但已经确定的是，大约8-20升的乳且特 别是10-15升的乳，对应于每千克咖啡豆的消耗而被消耗，使得容纳50-60升乳的设备应适合于四个lkg的咖啡豆容器。此外，贮存于各容器中的 咖啡豆的量通常将取决于咖啡的消耗速度，而容器的选择使得咖啡豆在打开 容器之后不会一直暴露于大气过久，也就是说，使得咖啡消耗的速度大于咖 啡腐烂的速度。咖啡容器在打开后至其容纳物使用前，优选地留置不超过7 天，更优选地不超过4天，尤其是不超过3天。咖啡容器自身是新颖的，因此，根据另一方面，本发明提供一种容器， 其包含0.7至1.5kg的经烤制且未磨制的咖啡豆，且更优选地包含0.8- 1.2kg 的咖啡豆，且尤其是包含大约lkg的咖啡豆，所述容器具有气密性衬里并容 纳惰性气体以防止咖啡豆氧化。所述容器具有的容积通常为2.5-4升，优 选为3.0-3.5升(其将传输大约3升的量，并具有大约10%的空余量或容 量损失)，并可具有例如铝箔的金属箔衬里，其将防止空气进入并可被刺穿 以允许打开容器。所述容器所容纳的除了咖啡豆以外通常还将容纳惰性气体 以阻止咖啡氧化。因此，所述容器可填充来自气源的氮气或二氧化碳，或者 其可容纳所述豆在被引入容器之后所形成的二氧化碳。所述容器优选大致为圆筒形，其一'端由例如钢的金属的端盖封闭，而其 另一端具有由箔封闭的周界环形边缘。所述容器虽然大致为圆筒状，但其优 选为不沿其轴线对称，该容器具有防止其以错误的朝向定位在所述设备中的 结构。根据本发明的所述设备因而能够制备多种咖啡饮料，而其人工劳动显著 减少，其制备方法包括1 )供给一定量的咖啡豆；2) 基于乳的使用期选择将被引入所述饮料中的乳；3) 调节咖啡、乳和空气的相对量以形成咖啡饮料；4 )根据由消费者所选的杯的尺寸来控制所述过程的操作。 这样，根据另一方面，本发明提供一种用于自动制备多种咖啡饮料的设 备，该设备包括 1) 豆贮存器，以容納用亍多杯咖啡的足量的豆；2) 冷藏乳贮存器，以容纳用于多杯含乳咖啡的足量的乳；3) 用于接收消费者要求的关于单一咖啡饮料的装置；4) 用于检测由消费者所选的杯的尺寸的装置；5) 用于磨制足量的豆以用于所述单一咖啡饮料的装置；6) 用于使用经磨制的一定量的所述咖啡豆来冲酿咖啡饮料的装置；7) 用于从所述乳贮存器中选择用于所述咖啡饮料的乳量的装置，使得 所选的用于饮料的乳在所述乳贮存器中处于该乳的使用期之内；8) 根据保存在所述设备中的用于咖啡饮料的配方来调节所述冲酿咖啡 和乳的量的装置；9) 用于配发所述咖啡饮料的装置；和10) 控制器，用于基于由消费者所选的杯的尺寸来控制所述咖啡饮料的 配发，使得配发的所述咖啡饮料的量适合于所述杯的尺寸。所述设备因而能够通过一种使用制咖啡机的方法来制备和配发咖啡饮 料，所述制咖啡机可响应于使用者的输入命令而作用以制备和配发多杯咖 啡，所述方法包括a) 在所述制咖啡机中提供多个密封容器，每个所述容器包含用于制备 多杯咖啡的足量的咖啡豆，在每个容器中的所述咖啡豆在打开各容器后具有 不超过两天的保鲜寿命；b) 使所述制咖啡机依次打开所述容器，使得每次仅有一个所述容器打开；c) 使所述制咖啡机在不超过所述保鲜寿命的时段之内响应于多个所述 命令的输入而采用来自所述打开的咖啡容器中的咖啡豆来制备和配发多杯 咖啡，使得在所述打开的容器中的几乎所有咖啡豆在所述保鲜寿命内用尽；d) 使所述制咖啡机此后自动打开另外的所述咖啡容器，并且在不超过 所述保鲜寿命的另外的时段之内响应于另外的多个所述命令的输入而采用 来自另外的所述咖啡容器中的咖啡豆来制备和配发另外的多杯咖啡，使得在 所述另外的咖啡容器中的几乎所有咖啡豆在所迷保鲜寿命内用尽；和e)每次将其中所述咖啡豆已用尽的所述咖啡容器手动更换为新的所述密封容器。优选地，所述制咖啡机包含至少四个所述容器，而所述手动更换的步骤 最多每两天执行一次。可替代地或另外地，所述制咖啡机响应于已被打开的 或其中咖啡已用尽的所述咖啡容器的预定数而发送咖啡补充信号，以表示需要进行所述手动更换咖啡容器。此外，所述方法可包括在所述制咖啡机中 提供多个乳容器，其中每个所述乳容器均具有使用期，并当制备多杯需要乳述制咖啡机可响应于已用尽的或已选过的和/或已达到其中容纳的所述乳的 使用期的所述乳容器的预定数而发送乳补充信号。而且，所述制咖啡机可每 天至少 一次执行清洁周期，以清洁所述制咖啡机中的乳剩余物。


根据本发明的饮料设备的一种形式现在将参照各附图并通过示例进行 描述，其中图1是显示可采用所述设备的环境的示意图；图2是显示其主要元件的所述设备的平面示意图；图3是显示咖啡设备的示意性透视图；图4和图5是在两个不同位置截取的所述冲酿装置的示意性截面图；图6 - 9是显示在沖酿周期中所述沖酿装置的主要元件的透视图；图10和图11是咖啡豆容器贮存器和刺穿装置的透视图；图12和图13是在所述设备中采用的冷藏隔间的侧视图；图14是用于计量乳的装载单元的示意性侧视图；图15是所述设备的流体系统的示意性布置图；图16是通过蒸汽、空气和乳混合单元的截面图；图17是在配发饮料过程中穿过填充头和滴液盘的示意性截面图18是在清洁操作过程中穿过填充头和滴液盘的示意性截面图；图19是主要电子元件的示意图；图20是显示图19中的主要元件和主控制器的数据存储的示意图；图21是所述主控制器的操作的状态转变图；图22是操作逻辑数据库的主要元件的示意图；和图23是显示低层软件的主要步骤的流程图。
具体实施方式
参见各附图，图1显示了可采用所述设备的环境。设备l通常位于由第 三方零售商控制的零售出口 2中。所述设备用于将饮料6配发给消费者，所 述消费者使用零售出口的现金收集设施在零售出口 2处为饮料付款。如果需 要，可采用其他的付款方法。例如，所述设备可被设置为使消费者能够例如 使用现金或付款卡而在机器处为饮料付款，作为另外的或可替代的其他付款 方法。根据具体操作计划，可向消费者提供与设备1共同使用的会员卡10， 会员卡10例如可确定饮料的价格，允许设备配发免费饮料或为消费者提供 一些其他利益作为购物返利。该会员卡可作为会员计划的一部分进行管理， 该会员计划可由所述设备的拥有者、零售商或其他一些组织运作。通常，会 员计划通过利用例如互联网的网络4而与所述设备相连的计算机12进行管 理。设备1可设置有与位于拥有者设施中的计算机14相连的装置，用于收 发信息。这样的信息例如可包括用于确定对饮料销售而言的何种收益源于 何人的每份饮料的销售细节，和用于例如通过直接或借助网络4来自动告知 供应商的订货管理计算机系统而重新订购配料和其他消费品的饮料销售细 节。所述信息还可与位于零售商驻地中的计算机13相连，用于开发票和从 相应方接收付款。信息或指令可发送至短信服务(SMS)服务器17，用于 通过寻呼机或无线电话18传送至处于零售出口处的雇员，和/或在适合的情 况下通过寻呼机16传送至技术人员。如果需要，可设置热线服务电话台20, 以协助零售出口雇员进行所要求的任何任务。此外，所述信息可包括与设备例行服务、冷藏温度日志等相关的数据22。所述信息可包括可下载至所述设备中用于在下载后改变其操作的数据或软件。这样的数据可包括饮料配方的改变、广告信息或显示在该设备任一屏 幕上的信息。用于制备咖啡和其他饮料的所述设备示意性地显示在图2中，而其机械 装置显示在图3中。所述设备包括底盘和封壳，在该封壳中设置有多个模块 21-26，分别用于制备咖啡饮料、含乳饮料、冰镇饮料和巧克力饮料。每个 模块与供给例如水、乳、咖啡等配料的管道或其他装置相连，并与管道28- 36相连，用于将制备好的饮料供给到填充头38以将特定的饮料配发至杯 6中。所述设备的操作通过主控制器4:2进行控制，主控制器42例如采用个 人计算机的形式，其控制用于操作乳模块、沖酿模块等的开关、阀等的低层 电子模块44。主控制器42通常利用例如Windows ( RTM )或超文本链接标 示语言(HTML)的采用应用逻辑的高层语言进行编程，而电子模块44通 常以例如C语言的低层语言进行编写。主控制器还与通信模块46相连，用 于允许其例如利用陆上线路、互联网、专用无线通信系统或其他任何方式与 位于拥有者驻地中的计算机14进行通信。设置数据线路48、 50和52以允 许数据从不同的输入装置进行传输，所述输入装置例如为使消费者能够选 择饮料的按键或触摸屏54，能够从消费者用于付款的信用卡或从会员卡中 读出数据的读卡器，或用于为每份饮料打印收据的收据打印机58。主控制 器42还可与连接到提供必要零钱的零钱供给器60的MDB界面进行通信， 用于当通过现金购买饮料时实现交易。除了用于将配料供给到不同模块的装置和用于将饮料配发至填充头38 的管道以外，乳模块23和冲酿模块30可设置用于使用清洁溶液冲洗所述模 块的管道62，而冲酿模块可设置排放管道64，用于将使用过的咖啡渣排放 至排放管道或容器中。水供给和调节装置66可设置以处理来自主水源的水
的供给，而且可设置另外的供给和调节装置68用于供应具有通常为13、 16 或30安培额定功率的主电力。图3是显示所述设备主要部件物理布局的透视图。在此结构中，咖啡豆 贝i存器和刺穿装置200位于所述设备的最上部，使得咖啡豆可从位于旋转式 传送器上的容器208中移出，并在重力作用下传送到咖啡豆磨具930中。该 磨具930具有能够容纳相当于一个容器的量的咖啡豆的入口漏斗，并被设置 为磨制用于单一饮料所需的咖啡量。所述磨具为传统的磨具，其具有位于一 处的一对磨板，其中一个磨板转动。位于磨具下方的是冲酿器组件78，从 而4吏经磨制的咖啡可仍然在重力作用下利用斜道130从磨具中供给到冲酿 器的漏斗。在由冲酿器组件78制备咖啡之后，咖啡液体被传送到配发头38， 以通过管道(未示出)配发到杯6中。例如热奶咖啡这样的特定饮料所需的乳贮存在位于所述设备地板的冷 藏隔间500中的容器502或所谓的"盒中袋，，中，因而不必将乳容器升起以 补充乳储备。在所示实施例中，冷藏隔间500能够容纳四个这样的容器，而 容器中的乳被传送到一对冰箱漏斗512并进而传送到采用另外的漏斗形式 的装载单元700,以便能够为每份饮料配发计量得出的乳量。在所述结构的前面的半高处设有用户界面屏幕54,以使消费者能够选 择饮料并作出其他任何选择。而且，在所述设备的前面在配发头的一侧处设 有"杂物拒"，其包括多个凹室160用以贮存例如糖、勺等的消耗品，并设 置用于处置用过的消耗品的箱162。此外，硬币兌换装置60、收据打印机 58以及杯和盖的贮存器932也位于所述设备的前面。在所述结构的后面， 设置用于主控制器42、低层电子件44、烧水器400和其他装置的封壳。杯 贮存器可釆用金属盒的形式，在其前端(面向使用者)处设置有环状柔性密 封件，优选地为弹性密封件，例如由弹性体形成的密封件，它使贮存器可容 纳一叠相套的杯，使得端处的杯的内部朝向金属盒的内部，并将防止灰尘进 入杯中。杯可被单独取出，这需要将环状密封件弯曲，然后密封件将密封其 余的杯。 所迷设备还容纳其他部件，例如，烧水器400、蒸汽烧制器600、用于 贮存清洁流体的容器402、用于在清洁过程中允许冲洗液体的排放通道404。 容纳液体巧克力的巧克力容器874可位于所述设备中，优选地位于其上部 中，从而能够使巧克力在蠕动泵878的作用下通过管道872传送到配发头。 巧克力容器可安装在设置有弹簧的基底上以使清空的容器能够得到检测。冲酿模块冲酿模块21包括咖啡冲酿器组件78、咖啡容器贮存器和刺穿装置200、 一个或多个咖啡磨具、烧水器400以石t泵。 冲酿装置冲酿装置更详细地显示在图4和图5中。所述装置包括大致圓筒状的中 空主体80,该中空主体被设置为轴线竖直，并形成用于冲酿蒸馏咖啡和滴 滤咖啡的腔81。所述腔由中空主体和一对活塞82和84限定，这对活塞82 和84在主体80中可沿其竖直轴线滑动。所述主体在其顶端具有孔，该孔足 够大以使顶活塞可滑动穿过其中并穿出所述腔，而在其下端具有的孔过小而 使下活塞无法移出，使得下活塞的向下运动随着该活塞碰到所述主体的最下 部而停止。每个活塞82和84分别支撑在轴86和88上，每个轴自身支撑在 一对水平放置的安装棒卯和92中的一个上。安装棒90和92在每个端部利 用 一对平行的细长螺紋棒或引导螺钉94和96而接合到一起，纵长螺紋棒或 引导螺钉94和96与安装棒卯和92 —起形成了大致矩形的组件100。每个 引导螺钉94, 96延伸穿过冲酿模块的基底98中的孔，以便它能竖直移动穿 过所述基底，并因而导致矩形组件100向上或向下移动。每个引导螺钉94, 96随着其通过基底98而与位于轴承壳体106， 108 中的轴承102， 104相接合。每个轴承具有在本例中由螺母形成的内螺紋， 使得轴承的转动将导致引导螺钉以竖直方向轴向移动通过基底98。轴承 102， 104由直流电动机110和传动带112驱动，该传动带使得各螺母以相 同方式转动，从而使所述矩形组件作为一个整体将根据所述电动机的电供给 才及性而向上或向下移动。
在引导螺钉94和96顶端处的安装棒92被刚性连接到引导螺钉，使得 安装棒和顶活塞将跟随引导螺钉的运动。然而，下安装棒90可沿引导螺钉 轴向滑动，并利用安装在所述基底上并连接到下安装棒的一对气动支柱114 和116而向下偏置。每个引导螺钉94和96在其下端设置有头部118和120, 该头部能够与安装棒90相接合，使得下安装棒90和下活塞82随着引导螺 钉从下方位置向上移动而保持在相对于主体80的固定位置，直到引导螺钉 的头部118和120与下安装棒卯接合，于是导致下活塞82向上移动。基底98具有下延伸部122，该下延伸部具有三个位置传感器(未示出)， 例如霍尔传感器，用于检测在引导螺钉底部的头118和120其中之一的位置。磨制咖啡斜道130和咖啡圓饼扫除器132相结合的结构也安装在所述组 件上，并能够在回缩位置与伸展位置之间侧向移动，所述回缩位置如图6A、 6B、 8A和8B所示，其中显露出主体80顶部中的孔，以使顶活塞84可移 动进出所述主体；所述伸展位置如图7A和图7B所示，其中咖啡斜道130 的下部位于所述孔上方，以使将经磨制的咖啡可引入所述腔中。所述咖啡斜 道和圆饼扫除器结构利用直流电动机(未示出)和反转滑块曲柄机构(或惠 氏螺紋快速返回机构)136来移动。设置一对微开关以在其周期内定位所述 电动机和咖啡斜道和圓饼扫除器结构，并使其停止在正确的位置。如图4所示，冲酿模块的所述腔包括圆筒状铝主体，该主体在其顶端具 有法兰152并由不锈钢护套154围绕。冲酿模块在所述铝主体内具有不锈钢 衬里以形成所述腔的内表面，而采用环形带形式的电阻加热器被设置以围绕 所述铝主体，从而使冲酿模块主体保持在正确的温度并防止水在注入所述主 体中时变冷。可设置热敏电阻(未示出)来为冲酿腔提供温度反馈。顶活塞84设置有延伸穿过轴88的水入口管150和在其下表面上的粗丝 网151,而下活塞具有在其上表面上的细丝网和用于使冲酿的咖啡液体可被 抽取和配发的管153。或者，粗滴滤可位于下活塞82中，而细滴滤可位于 上活塞84中，而且可设置水流以使其从管153和下活塞82向上流至上活塞 84，从而经管150进行配发。 在所述停放位置，顶活塞通常位于沖酿腔中，以确保冲酿器的温度适于制造饮料。为了制备蒸汽饮料，引导螺钉被升至其最上位置，如图5、 9A 和9B所示，其中引导螺钉94的头部118邻近上位置传感器，而咖啡斜道 130位于冲酿器主体顶部中的孔的上方。电动机110被启动以驱动引导螺钉 94和96向下，使得顶活塞84通过其与引导螺钉的刚性连接而向下移动， 并允许下活塞在气动支柱114和116的偏置下向下移动，直到位置传感器确 认下活塞处于咖啡装载位置。在此位置，如图7A和图7B所示，下活塞82 可根据其设计而处于其在所述腔中的最下位置，而顶活塞仍然位于所述主体 的顶部上方几厘米处。在这一点上，将在下文中进行描述的咖啡豆磨具被启 动以磨制咖啡，并将通常为大约llg的经磨制的咖啡单量通过斜道130配发 至冲酿腔中，如图7B所示。然后使咖啡斜道和圆饼扫除器机构侧向移动至 其完全回缩位置，而电动机110启动以使得顶活塞84向下移动进入所述腔 中，直到最下位置的传感器确认出引导螺钉的头部118或120,所述结构被 显示于图8A和图8B中，其中在所述活塞之间的间隔容积减小，使得咖啡 渣被压紧。如果需要，上活塞可设置为捣压咖啡渣。可替代地，电动机110 可以持续工作直到顶活塞84被所述腔中的咖啡渣阻止进一步移动。例如大约5ml的少量的热水被压入在所述活塞之间的腔中，以预先润湿 咖啡渣，优选在此后停留一段时间，通常为l至5秒，然后将处于5-15bar 且优选地为9bar的压力下的例如为30- 100ml的丰支大量的水来灌注咖啡渣。 注水通常需要至少10秒，且通常为12-25秒，以从活塞82和84中的一个 至另一个来通过咖啡渣，然而有时可能会花费较长时间，例如长达一分钟， 这取决于豆的磨制以及配方。这样形成的咖啡液体然后经管道30发送到填 充头38进行配发。在配发咖啡液体之后，电动机110的供电极性反转，使得电动机以相反 方向运行，致使引导螺钉94和96以及活塞84上升。随着活塞84上升，它 将透过所述中空主体顶部中的孔移出所述腔。与此同时，引导螺钉底部处的 头部118和120将与下安装棒90接合并使其抵靠气动支柱114和116的偏 置而上升。随着下安装棒90上升，下活塞82也上升，直到最上位置的传感 器124检测到引导螺钉94的头部118的接近。在此周期的这一点上，下活 塞的上表面140将大致平齐于限定所述中空主体的顶表面，而以圆饼形式的 用过的咖啡渣将突出于表面。在这种情况下，电动机134启动并旋转大约 180。，直到微开关137和138中的一个使其停止旋转，使得圆饼扫除器132 将圆饼撞开至如图9A和9B所示的贮藏器中，并使得咖啡斜道130停放在 所述中空腔中的孔的上方。通常，冲酿器组件然后将继续其周期，使得斜道 和圆饼扫除器机构回缩，并使得上活塞停放在冲酿腔中以保持其热度。沖酿 模块因而准备开始下一个周期。虽然并未优选，但完全有可能的是，冲酿器 组件在其完成了冲酿和配发咖啡之后在其周期内保持在不同的位置，例如处 于使下活塞90位于其顶位置与底位置之间的位置处，使得所述中空主体能 够接收另外的磨制咖啡量。其中一个活塞，通常为设置有从其中配发咖啡液体的管的活塞，可设置 有第二管160,优选地其直接引导至排放通道。在这样的结构中，该系统可 设置有阀，例如电磁阀，以允许管160与冲酿腔之间的连通以及所述管与沖 酿腔的隔离。还可设置泵(未示出)，在这种情况下为隔膜泵，以使冲酿腔 中的任何剩余液体从其中排空。在沖酿过程中(无论用于制备蒸馏咖啡还是 下文中将描述的滴滤咖啡)，所述阀关闭。在冲酿周期的末期，在饮料已被 配发之后但尚未清除使用过的咖啡圆饼之前，所述阀可开启，而所述泵可启 动以在去除圆饼之前从冲酿腔中抽水。这一操作通常花费较短时间，例如几 秒钟。这一操作具有的益处在于，任何剩余咖啡液体都将被抽出排放，而不 会由于冲酿腔中的压力随活塞的分开导致降低而被重新吸入圓饼中。如果所述咖啡液体未从使用过的咖啡渣中去除，则所述圆饼可能会湿润和潮湿，并 随着其沿斜道向下移动而留下湿咖啡的尾迹。此外，将咖啡液体从冲酿腔中抽出将导致液体沿咖啡管道30回流以清除液体管道，并因而确保在饮料配 发之后没有咖啡滴流出配发喷嘴。冲酿器组件还能够冲酿滴滤咖啡，也就是说，基本上在大气压力下沖
酿并且采用的水量大于蒸馏咖啡的水量。如果消费者选择滴滤咖啡饮料而不是蒸馏咖啡，则电动机110启动以使下活塞82降低至如上所述的其在所述 腔中的最低位置。在此操作中，主控制器42和低层电子模块44操作而将例 如在10 - 30g范围内的较大量的咖啡进行磨制并利用斜道130配发至所述腔 中。然后使咖啡斜道和圓饼扫除器装置回缩，而电动机110随后启动以降低 顶活塞84，使其离开冲酿腔81的顶部。例如当水从下活塞被泵抽至顶活塞 时，顶活塞可适当密封冲酿腔81，使得当水被泵抽至冲酿腔中时，冲酿腔 中的空气可通过管150和管道30而排出。如果水从顶活塞84被泵抽至下活 塞82，则顶活塞不应开始时就进入沖酿腔，而应停在一位置处，使得在活 塞与圓筒状主体的顶部之间留下 一 个小间隙，以允许空气从冲酿腔的顶部排 出。然后，根据所述腔的容积的例如为50 - 100ml的一定量的热水，通过水 管道和其中 一个活塞被注入所述腔中，而在所述腔中由水排出的空气可离开 所述腔。在允许根据口味和咖啡而将咖啡沖酿一段时间之后，例如，冲酿 10 - 30秒或30 - 60秒之后，顶活塞在需要时降低几毫米从而使用其内表面 形成密封。然后，另外的热水量通过水管道和上活塞或下活塞注入所述腔中， 使得所述腔中冲酿的咖啡液体被排出并通过咖啡管道30和填充头38配发。 这可通过自来水压力(大约3bar)或优选通过用于蒸馏咖啡饮料的高压泵来 实现，从而增加咖啡液体的流速。如果釆用高压泵，则优选的是，在将第二 次水量注入所述腔中之后短暂停留一段时间，例如停留5-IO秒，然后启动 高压泵，从而使咖啡首先以低压配发至空杯中以防止泡沫。注入所述腔中的 水的精确量可根据需要而改变.，但通常将为大约150 - 250ml。几秒钟之后， 电动机110启动以将顶活塞降低至其最低位置(或者在所述腔中的咖啡渣的 量所允许的最低位置)，从而使在冲酿腔中剩余的咖啡液体被配发并使在所 述腔中的咖啡渣被压制为圓饼。在配发咖啡液体之后，上活塞和下活塞上升至其顶部位置，而用过的咖 啡渣圓饼如上所述地由圓饼扫除器去除。在冲酿腔的可替代结构中，如果选择滴滤咖啡，则当经过磨制的咖啡被 计量而进入缸体从而使所述缸体中由所述活塞包围的容积比咖啡体积多出大约10%之后，所述活塞可能会设置为移动到一起，并优选地从下活塞82 将水注入所述腔中。咖啡液体优选地根据这种结构经上活塞移出，同时允许 冲酿咖啡，而且所迷结构可调节，从而使冲酿时间大约为30- 60秒。在咖 啡被冲酿之后，上活塞84被降低以压缩咖啡渣，而咖啡渣圆饼如上所述地被清除。如果需要，圓饼扫除器132可随着其从其回缩位置(如图6A和6B所 示)移向其伸展位置(如图7A和7B所示)而可向下朝向冲酿腔81偏置(图 4),并且随着其从其伸展位置返回其回缩位置而不偏置或向上偏置。这样 的偏置可有助于防止或减少当扫除用过的咖啡圆饼时任何用过的咖啡渣落 入到冲酿腔中的可能性，并且减少或防止当圓饼扫除器返回其回缩位置时粘 结到圓饼扫除器132的底部的任何用过的咖啡渣被拉回到冲酿腔中。这可方 便地实现，即，通过在冲酿腔的任一侧上提供水平的片簧(未示出)，并且 在支撑于所述片簧的下表面上的圆饼扫除器上提供一对突起，从而使扫除器 随着其从回缩位置移向其伸展位置而被向下偏置。如果所述突起在圓饼扫除 器的完全伸展位置超出片簧的末端，则所述突起随着圓饼扫除器返回其回缩 位置而将支撑于片簧的上表面上，从而使其从冲酿腔略微上升。从图4和图5中可见，冲酿腔80的尺寸仅为冲酿器组件的总尺寸的一 小部分，这是因为，冲酿器组件的高度必须适应于引导螺钉94和96的长度 以及其移动的长度，而且所述长度取决于活塞轴86和88的长度以及活塞的 冲程。因此，冲酿器组件可具有的高度的量级为沖酿器缸体高度的十倍。如 果冲酿器缸体的高度简单地增加以适应于滴滤咖啡的杯容积，则冲酿器组件 的总尺寸对于设备壳体而言将马上变得过大。尽管希望冲酿器组件保持在其停放位置，在该停放位置中上活塞84在 未使用时位于冲酿腔中，但这可意味着，需要一些时间使冲酿器组件移动至 其能够开始冲酿咖啡的位置。在一个优选实施例中，所述设备可包括检测器， 用于检测在其周围是否有人，并设置为，如果检测到有人，则使顶活塞84 回缩至冲酿腔上方的位置，并移动斜道130至如图7B中所示的其在冲酿腔上方的位置，在该位置，冲酿器准备接收磨制咖啡。这样的结构能够将在选 择饮料与配发饮料之间花费的时间减少6-7秒。如果检测到不再有人，或 选择了不需要冲酿器的饮料，或已经过了预定时间，则所述组件可移回其停放位置。如果希望，则有可能设置所述组件，使其不移回其停放位置而是保 持其位置，在该位置如果检测器检测到一直有人，则所述组件准备接收磨制 咖啡，从而使得连续配发饮料所花的时间减少，例如减少大约io秒。咖啡容器刺穿装置咖啡优选地以采用圓柱筒形式的容器来供给，所述容器中容纳500 -2000g咖啡豆，尤其是容纳大约lkg豆，使得容器的所有容纳物在咖啡豆变 腐之前被消耗完。所述容器可例如当为圆柱形时沿其长度对称，或者可沿其 长度不对称，以使其能够仅以正确的朝向放置在所述设备中。所述容器通常 由铝箔衬里的硬纸板筒形成，并在各端由金属箔片封闭。所述箔具有单向阀 结构，以使由新冲酿的豆释放出的二氧化碳可被抽离。所述容器装载于刺穿装置上，如图10和图ll所示，其中显示了在其中 具有单一咖啡容器的结构。所述结构包括支撑旋转式传送器202的框架200,旋转式传送器202具有多个凹部204用于容纳所述容器中的一个，每个凹部 具有孔206,使得一旦所述容器被刺穿时使豆可落入到豆磨具的漏斗中。所 述旋转式传送器被设计为容纳四个豆容器208，但也可容纳其他数量的容器。 所述旋转式传送器设置有立柱210，立柱210在其顶端处具有十字形装置 212，用于将容器208保持在适当位置。该十字形装置具有四个可弹性变形 的臂214,臂214可略微向上弯曲，以使咖啡容器208可定位在旋转式传送 器的凹部204中。在旋转式传送器202之下，大致圓筒状的箔切割器220设置在引导箱内， 从而使箔切割器能够沿竖直方向在使其完全位于旋转式传送器202下方的 回缩位置与使其进入豆容器208以使豆可排放的伸展位置之间滑动。箔切割 器220利用驱动一齿轮226的电动机224在其两个位置之间移动。齿轮226
真有槽228,其形成凸轮，以啮会与箔切割器下端相连的凸轮从动销。箔切 割器可设置而使其在其切割刃中具有单一的尖顶232,用于刺穿豆容器的箔， 或者箔切割器可沿其周界具有多个尖顶，从而能够增加切割刃的斜度。旋转式传送器202由电动机驱动，该电动机驱动一被固定到旋转式传送 器下表面的齿轮，旋转式传送器202还设置有位置传感器，例如霍尔传感器， 以确定其是否处于正确的位置，从而使容器208中的容纳物可进行配发。所述结构的框架200具有越过咖啡豆容器定位的两个位置延伸的硬棒 216，所述位置之一对应于箔切割器220的位置。硬棒216的目的在于提供 反作用力，以在箔切割器220进行刺穿时阻止咖啡豆容器208的向上运动。 由于十字形装置的臂214可弯曲以使所述容器可定位在旋转式传送器的凹 部204中，因此它们自身在所述容器被刺穿时将不会提供足够的力来阻止所 述容器的运动。在操作中，豆容器208被人工装载到旋转式传送器上，从而使其对容器 进行密封的金属箔朝下，并定位在旋转式传送器中的凹部204中。当主控制 器22接收到豆磨具的漏斗清空的信号时，电动机224启动而使箔切割器向 上移动并刺穿所述箔，从而使所述容器中的容纳物可下落穿过位于孔206之 一中的箔切割器220而进入豆磨具的漏斗中。箔切割器然后回缩至其在旋转 式传送器下方的停放位置，然后使旋转式传送器旋转卯。，并且将其中一个 满容量的豆容器移动到箔切割器上方的位置。用于箔切割器的驱动机构包含 位置传感器(未示出)，用以确保箔切割器在旋转式传送器移动之前缩回。 此外，旋转式传送器设置有位置传感器，例如采用霍尔传感器和磁体形式的 传感器，用以确定其已经转动至正确的位置，以确保咖啡容器位于箔切割器 的上方。另外的位置传感器可沿360°检测旋转式传送器的转动，以指示所 述设备需要供给以新的咖啡容器。如果容器不能打开，则可发送信息来呼叫 技术人员。旋转式传送器202位于刺穿装置的框架200中的平板201上方，其间隙 不足以使咖啡豆置于其间，其结杲是，随着旋转式传送器的旋转，未下落穿
过箔切割器的任何咖啡豆将通过旋转式传送器的旋转而被清扫至孔206中。 在旋转式传送器的一个旋转位置，孔形成于所述平板中，而在所述平板的下方设置有盘230,用于收集任何咖啡豆。利用咖啡容器刺穿装置，所述设备可设置有位于多个能够自动打开的密 封容器中的咖啡豆，从而允许增加手工操作之间的时间段而不会有损于咖 啡。如果需要，则有可能通过软件记录磨具漏斗填充的时间，并有可能当在 预定时间内漏斗未被再次填充时发出服务警报。虽然所述结构已根据单 一 的箔切割器进行了描述，但也有可能采用处于 旋转式传送器下方不同位置处的多个箔切割器，使得不同类型的咖啡可同时 装载到旋转式传送器上。烧水器烧水器400包括大致呈圓筒状的箱，该箱具有安装棒，用于与所述设备 的框架相连。烧水器具有 一组三个相互独立的800W加热元件、从设置有 止回阀的水源取水的水入口、电子隔离阀以及水处理装置。烧水装置有三个 出口用于将热水供给到冲酿装置的主出口，用于在需要时例如在制备美式 咖啡时供给另外热水的第二热水出口，和用于将水提供至蒸汽箱的出口。或 者，有可能将冷水引入蒸汽箱,，此外，烧水器设有设置在大约lMPa的高压 释放阀，以允许出于安全目的而释放压力；用于控制加热元件的热炫断电路 开关和温度控制反馈探针。烧水器还包括水位传感器，以确保在烧水器中具 有最低量的水。烧水器通常被几乎充满至其最大容量，使得在水的上方没有空气间隙。 设置回转叶片泵以将水压增至所需值，例如500kPa-2MPa范围内，特别为 900kPa(9bar),并设置流量计以测量在烧水器下游消耗的水量，例如，用 于单一蒸馏咖啡的水量为45ml。流量计位于邻近于水入口，从而使其不会 作为吸热部件而将供给到冲酿装置的水冷却，而用于将水从烧水器供给到冲 酿装置的任何水软管通常相对较小，具有不超过5mm且优选地不超过2mm 的直径，从而不会将烧水器与冲酿装置之间的水冷却，这是因为，任何处于
不同的饮料制备装置之间的管道中的水都将变冷。膨胀阀设置在水入口管道中，其压力水平被设置为略高于将通过回旋泵 升高的水压。膨胀阀的目的在于，允许烧水器中的由于温度升高而膨胀的水 进行膨胀和排放。烧水器通过三个800W元件而具有2.4kW的最大额定功率。在给定时间 所采用的元件的数量，取决于所述设备根据其13A、 16A或30A的最大电源 功率所得的功率预算，并且取决于根据工作中的其他部件的数量和功率消耗 所得的当时可用功率。例如，对于较低额定功率的电路而言，当所述设备初 始启动时，所述三个元件可用于将水由冷加热，但当所述设备处于使用中时， 优先权可能会给予其他装置，例如泵或豆磨具。乳模块乳模块包括冷藏贮存隔间500,如图12和图13所示，其中保持有采 用被称为"盒中袋"形式的多个乳容器502;和配料机构，用于将预定量的 乳供给到混合室，在所述混合室中，乳可与蒸汽混合以将其加热，用于制备 白滴滤咖啡或拿铁咖啡；或者可选地，乳可与蒸汽和空气混合以产生泡沫化 的乳，用于制备热奶咖啡；或者可替代地，乳可在传输到填充头38之前保 持未混合状态，用于例如为诸如白滴滤咖啡配发冷的乳。冷藏隔间乳以大约13.6升容量的标准盒中袋502的方式进行供给，盒中袋502 包括了在矩形硬纸板盒中填充以乳塑料袋，并且具有从其一侧延伸的密封于 硬纸板远端的一段柔性塑料管504。贮存隔间500大致为矩形，并且可保持 多个容器502,在这种情况下为四个容器，但在所述隔间中可保持更多或更 少的容器，这取决于乳的消耗速度。所述隔间的一个表面采用可拆除板506 的形式，其具有搁架508用以在所述隔间使用时支撑乳容器。所述板可被设 计以使其当从隔间500的其余部分上拆除时能够支撑在轮式推车上，从而使 所有乳容器可一起进行处理并移动至咖啡设备以及从咖啡设备离开，而不必 升起容器。四个电动操作的夹阀510设置在所述板的搁架508的下方，每个 夹阀510夹紧其中 一段塑料管504以防止容器中的乳流出，并可由电驱动而松开其在塑料管上的夹件以使乳可流出。在隔间500的底部，提供在此被称 为"冰箱漏斗"的两个漏斗512,当所述板位于所述隔间之上时，所述漏斗 512位于所述一段塑料管的正下方，使得乳可在重力作用下从容器中流入水 箱漏斗中。容器502被设置在所述隔间中，使得当夹阀510启动时，来自其 中两个容器的一对塑料管段504将乳排放到两个水箱漏斗512中的每个中。 当夹阀510的相关联乳容器清空时，或乳已超过其使用期时，或乳处于冷藏 隔间之外超过预定时间长度时，各夹阀510可启动以持久地阻止乳流出，和 /或可激发服务警报。每个冰箱漏斗512具有入口以允许清洁流体自动引入其中，如下文中将 说明的，从而使所述漏斗下游管道的各部件可定时清洁而不需任何人员对该 操作花费时间。以这种方式，延伸到冷藏隔间之外的乳管道可自动清洁，而 与每个乳容器相关并在冷藏隔间中为乳形成通路的塑料管，无论何时当装载 新的乳容器时将被更换，并因而不需清洁。为了更换在所述隔间中的乳，所述板与推车相连并通过推动车轮而从所 述隔间拆下，所述板然后在装载了四个新的容器之后被更换，将所述塑料管 段插入夹阀中，并阻断所述管的密封端。无论所述设备的冷藏隔间是否被设计为采用如上所述的推车进行操作， 使用多乳容器具有的优点在于， 一个或多个容器可在任何方便的时候被移除 和更换，从而例如更换空容器或者更换其中的乳已经超过其使用期的容器， 即使所述隔间可能仍然包含可用的乳。根据这种结构，所述设备可包括具有 存储器和控制器的装置，该装置存储与在任何容器中的乳使用期相关的数 据，并在一旦超过使用期时阻止配发乳。超过使用期的任何乳可留在容器中 或被倾倒至排放道。所述结构还可指示哪个容器是空的，以协助其更换。当 搡作人员补充冷藏隔间中的乳时，他可简单地读出需要更换哪些容器，将其 更换，并且将新容器的使用期输入到所述设备中，例如通过用于选择饮料的 按键或触摸屏进行输入。所述设备优选在输入使用期之后才配发新的乳。所
迷设备还可指示乳使用期的有限范围，例如最多7天，以简化数据输入。一 旦数据被输入而且冷藏隔间关闭，则所述设备可自动选择首先从哪个容器获 取乳，优选选择距使用期最近的容器。因此，除了将乳容器上的使用期输入 所述设备中以外，操作人员不需进行任何脑力工作。对此甚至有可能在需要时自动执行，例如，通过射频识别(RFID)标签或条形码以及扫描器来进行。对于所述隔间而言，有必要容纳四个乳容器；可根据所述设备的预计乳 消耗而采用更多或更少的容器。而且，不必使一对乳容器排放至每个冰箱漏 斗510中。在可替代的结构中，对于每个漏斗可采用单一的容器管，或者， 如果可用空间或几何形状允许，则可使多于两个容器与一个漏斗相连。蒸汽烧制器蒸汽烧制器600与烧水装置有大致相同的构造，用于冲酿模块，并包括 大致圆筒状的箱，该箱具有安装棒用以连接到所述设备的框架。蒸汽烧制器 还具有当用于蒸汽烧制器时相互独立的 一组加热元件，从烧水器中获取热水 的水入口，和压力释放阀，以及热熔断装置。然而，蒸汽烧制器仅具有单一 的蒸汽入口，用于将蒸汽供给到下文中将描述的混合室。蒸汽烧制器设有两 个水位传感器，其中一个定位在另一个上方并处于烧制器的大约半高处，从 而确保烧制器总是水量半满。如果水位降至低于所述水位，则下水位传感器 610将切断烧制器的电源，以防止水位降低时暴露所述元件，而当水位升高 到高于所述水位时，上水位传感器将防止进一步进水。装载单元组件装载单元组件计量从冷藏隔间中的容器供给到混合模块的预定乳量，用 于将其与蒸汽混合或与蒸汽和空气混合而用于每杯饮料。所述组件包括了漏 斗组件700,如图14中示意性所示，漏斗组件700包括漏斗702，在该漏 斗的上部区域处具有大致环形的沟槽704;和支架706或其他安装装置，用 于连接到用于给漏斗组件称重的装置(未示出)，例如，弹簧秤、应变计或 用于测量在安装装置上的由漏斗组件的重量所致应变的装置。乳入口管道708和710从冰箱漏斗512延伸以允许乳在重力作用下排放到漏斗702中， 并且当阀712关闭时允许漏斗被填充。随着漏斗被填充以乳，其重力将增加， 直到称重装置指示已引入了正确的乳量，于是称重装置使夹阀510阻断进一 步的乳供给。在乳供给被阻断之后，阀712打开，使乳可从漏斗排放至其下 游的混合单元，乳在此如消费者所需的那样与蒸汽混合或与蒸汽和空气混 合。将由装载单元组件计量的乳量将取决于所选饮料的类型，以及在其被配发之前是否将乳与空气混合，但装载单元组件通常会传输100 - 300ml的乳。 所述设备有可能被设置为，使得装栽单元组件的漏斗702为配发的每份乳量 不止一次地填充。而且，通过测量剩余在漏斗700中的乳的重量，有可能通 过所述设备来监测经过管道的乳的量，而且，还可确定乳流动结束的点。这 种结构使系统能够检查任何乳管道中的阻塞或乳泵的故障。沟槽704被设置以清洁漏斗组件，由于装载单元组件未冷藏，因而有必 要定期进行清洁。在清洁过程中，阀712打开，清洁溶液通过乳管道708和 710被引入漏斗702中，直到流体溢出到沟槽704中，以确保整个漏斗702 被清洁。溢出管道718将任何多余的清洁溶液排至贮藏器720中进行处理。 沟槽排放管道722具有设置在其中的阀724，并连接到阀712下游的乳管道， 从而使沟槽能够进行排放。在装载单元组件被清洁和冲洗之后，阀724关闭 以确保不会有残留清洁溶液污染乳管道。防溅板726被设置以限制在配发过程中賊入沟槽704中的乳量，而且还 保护乳以防外来颗粒落入。此外，漏斗702的边沿在沟槽704下部的上方延 伸几毫米，从而在漏斗702的将一 直保持卫生的表面与沟槽704之间提供明 确的分界，其中沟槽704将有必要包括不能确保清洁的表面，例如沟槽的位 于溢出管道718上方的部分。流体管道图15是所述设备的流体管道的示意性布置图。冷水管道801从水源66 取水至烧水器400，并通过人工隔离阀804、双止回阀806、自动隔离阀808、 水处理仓810、回旋叶片泵812和流量计814到达冷水配发喷嘴802。如果
冷水被配发，则其通过另外的阀816从流量计814被直接发送至配发喷嘴 802。发送至烧水器400的水在被加热后，如果选择美式咖啡，则可从出口 410沿管道820经阀822被发送至填充头38的热水配发喷嘴818，或者，所 述水可从出口 408沿管道826通过另外的阀828 ^皮发送至冲酿器组件824。 当冲酿器组件如前所述地操作之后，沖酿的咖啡液体沿管道30被发送并配 发至冲酿喷嘴830。此外，从烧水器的出口 412提供的热水沿管道832经蒸 汽填充阀834被发送至蒸汽箱600。设置另外的管道836以使烧水器400可 人工排放。在蒸汽烧制器600中产生的蒸汽在需要时沿蒸汽管道8 3 8被发送至混合 单元840,在混合单元840中，蒸汽可与来自空气管道859的利用滴滤860 过滤之后的空气进行混合。蒸汽通常在所述设备工作过程中以不变的流速进 行供给，但例如在试运转或维护过程中，蒸汽流速可由技术人员改变。压缩 机864提供在正压力下固定流速的空气，用于与蒸汽混合，所述空气可以经 减压器进行发送，并可根据所选饮料而通过软件控制器进行自动控制。混合 单元更详细地显示在图16中，其包括蒸汽限流器842、用于使蒸汽可与 空气混合的蒸汽/空气T形件844、蒸汽单向阀846、空气单向阀848和乳T 形件850,在乳T形件850处，蒸汽以及可选的空气与从乳管道852供给的 乳混合，其中乳管道852利用齿轮泵866泵抽从装载单元装置700接收的乳。 乳管道852的端部延伸到蒸汽和空气管道854的孔中，在此点处，各流体混 合以在流体混合物中形成必要的湍流而使乳泡沫化。乳在已与蒸汽混合之 后，沿管道868被发送至填充头中的乳喷嘴870。根据消费者的选择，混合 单元可以将乳与蒸汽混合而供应热乳，将乳与蒸汽和空气混合而供应泡沫化 的热乳，或者仅供应冷乳。还有可能的是，通过调节乳和蒸汽的流速来改变 乳的温度。理想的是，根据所需饮料的类型获得50。C-80。C且尤其是60。C -70。C的温度。通常，泡沫化乳将具有30% - 50 %比例的空气和55。C - 65°C 的温度，而蒸汽乳通常将具有10% - 30%比例的空气和65。C - 75。C的温度。 因此，虽然蒸汽的绝对流速是固定的，但有可能通过改变空气和乳相对于蒸 汽的流速而改变所有三种成分的相对流速。流速可通过调节蒸汽烧制器的压 力、乳泵的速度和空气泵的速度、和/或通过改变任何限流器(二者均会影 响流速)而改变。此系统具有的优点在于，所有流体(空气、乳和蒸汽)在 正压力即大于大气压力下被引入。因此，不同于利用文氏管将一种成分排出 或吸入的泡沫生成系统，而是有可能调节各成分的比例以优化泡沫化乳，而 非通过系统的几何形状和物理特性设置比例。此外，有可能通过改变空气阀 开启的时间来改变泡沫化乳中的空气量。例如，如果空气阀在整个乳配发阶 段中是开启的，则有可能获得大致等量部分的泡沫化乳和非泡沫化热乳的混合物，同时，如果空气阀在一半的乳配发阶段是开启的，则可获得大约75 %的非泡沫化热乳和25 %的泡沫化乳的混合物。所述设备进一步设置有巧克力管道872,该巧克力管道利用蠕动泵878 将液体巧克力从盒中袋容器874供给到巧克力配发喷嘴876。这样，所述设 备能够根据需要供给热水或冷水、热乳或冷乳、泡沫化乳、蒸馏咖啡或滴滤 咖啡、以及它们的组合，例如拿铁咖啡、热奶咖啡、美式咖啡等。除了配发不同的饮料以外，希望定时自动清洁相应的流体管道，尤其是 那些承装乳的管道。为了实现上述目的，提供清洁用化学品的容器880和 882，它们通常采用同心形式，以可被贮存在所迷设备中。通常，将采用两 种不同的化学品，例如一种包括除垢剂用以去除管道污垢，另一种包括含有 抗微生物剂、杀菌剂等的碱基洗洁剂，用以对管道进行清洁消毒。当然，可 根据情况采用不同的化学品和不同数量的化学品，例如可以采用不同的化学 品用以清洁乳管道和咖啡管道,，蠕动泵8卯和892可用于接合被插入清洁用 化学品的容器的汲取管，以从所述容器中取回所述化学品，并将所述化学品 沿管道884和886泵抽到化学品混合箱888，在化学品混合箱中，所述化学 品一起或分别与来自管道894的水混合。该化学品混合箱的设计与用于装栽 单元的漏斗组件700的设计大致相同，虽然在这种情况下，将使用四个入口 管，其中两个用于化学品， 一个用于来自管道894的水， 一个用于再循环该 清洁流体。清洁操作通常利用时钟启动，从而使其在低使用率期间执行。在
清洁循环过程中，限定量的水，例如由流量计测得的水，与通过混合箱888 测得的限定量的清洁浓缩剂进行混合。或者，这样形成的清洁流体的量可以 通过测量在化学品混合箱888中的清洁流体的重量而确定。清洁化学品在被 称重并与水混合之后，利用泵896将其沿分别引导至冰箱漏斗512或冲酿器 824的管道898或卯0中的一个进行泵抽。分别位于管道900和898中的阀 902和904自动启动，以将适量的清洁流体引导至冲酿器或乳管道。用于清洁乳管道的清洁流体被供给到水箱漏斗512,并由此沿管道708 和710流到装载单元的漏斗组件700。清洁流体可注满漏斗组件和沟槽704， 优选地直到液位高于在配发饮料过程中乳的液位，特别是溢出管道718的液 位，以确保与乳接触的所有表面被清洁和消毒。在这一操作过程中，已通过 漏斗700的清洁流体的量利用装载单元进行精确确定，而且，针对于利用化 学品混合箱888及其相关重量传感器而确定的清洁剂(或清洁浓缩剂和水) 的量，对所获得的值进行检查,，如果，在由混合箱888确定的清洁流体的量 (或水和浓缩剂的总重量)与由装载单元确定的清洁流体的量之间存在显著 差异，则这表示其中一条管道渗漏或者表示混合箱888或装载单元出现故 障，因而所述设备停止服务。如果需要，即使并非优选，但有可能仅当由混 合箱888确定的量大于由漏斗700确定的量时，或仅当由漏斗700确定的量 大于由混合箱888确定的量时，所述设备发出警报声或阻止进一步配发任何 饮料。由于所述系统每天清洁，因而混合箱888的装载单元和漏斗700以相 同的频度相对于彼此进行检查。清洁流体然后由泵866泵抽至混合单元840， 并在之后沿乳管道868至填充头中的乳配发喷嘴870。清洁流体不能流动上 行至蒸汽管道或空气管道，因为其在混合单元中的流动被单向阀846阻止。 在此清洁循环中，清洁流体的总量利用混合箱和装载单元进行计算，以确保 在随后配发的饮料中没有清洁剂。有可能的是，清洁流体按照单路径沿管道冲洗管道，并在配发喷嘴处离 开所述系统以被收集在废物贮藏器中。然而，清洁流体可以再循环，从而使 其多次沖洗管道。为了实现上述目的，填充头单元38中的喷嘴可设置在可移动喷嘴单元906中，如图15中示意性所示并且如图19中更详细所示。图 19示意性地显示了处于其正常工作位置的填充头，其中杯6放置在带孔的 平台907上。在清洁之前，填充头可自动降低至容器卯8中。所述容器还可 以方便地提供溅液盘的功能，用于当配发饮料时接纳饮料的溅出物。喷嘴单 元906具有密封件910,在清洁过程中当喷嘴单元降低至容器908中时， 密封件910阻塞所述容器的流出管912，如图19c所示，从而防止清洁流体 流失；和第二流出管914,其在使清洁流体沿管道916再循环至化学品混合 箱888之前在容器908中形成深度不变的流体。当清洁结束时，容器908可 上升至如图19b所示的位置，以使清洁流体可通过管912排出。上述操作可 采用不同的清洁流体和水重复进行，用以冲洗管道。这种形式的喷嘴单元和 容器具有的优点在于，各喷嘴被浸没在清洁流体中，使得在配发饮料时由于 喷溅而可能导致的被乳残留物沾污的喷嘴的外表面也可被清洁。如果清洁流体通过管道再循环，则其有可能持续地再循环，但清洁操作 应根据由混合箱888和装载单元确定的清洁流体量而结束，从而确保在清洁 循环结束时所有清洁流体已经从所述系统中被去除。为了清洁咖啡管道，阀904关闭，而从化学品混合箱至冲酿装置的管道 900中的阀902开启，清洁操作根据需要采用不同的清洁化学品重复进行。 可采用不同的方法来确定清洁流体实际上已清洁完所有的相关管道。例如， 流量计或正柱塞泵可用于确保化学品清洁液体已从容器880和882中去除， 而流量计可用于确保水已被引入箱888中。装载单元可设置在化学品混合箱 888上以确认所述化学品已从所述容器被泵抽至混合箱888中。可替代地或 另外地，在乳管道中的装载单元装置700可用于确认或检查清洁液体已被供 给到管道。如果冲酿器组件包括阀、与其中一个活塞相连的泵和单独管道 160以在如前所述地配发咖啡之后排出多余咖啡液体，则优选在清洁过程中 阀开启，而泵启动一小段时间，以防止咖啡残留物在所述泵、阀和管道中积 累。在最后以水冲洗之后，填充头自动上升至其正常位置，而所述设备准备 配发另外的饮料。
除了使用清洁流体清洁所述系统以外，所述设备还可以在停用 一段时间之后用洁净的水沖洗乳管道，以防止任何乳变干并粘在表面上。填充头906 被降低至如图18所示的沖洗位置，通过开启洁净水夹阀895将水引入化学 品混合箱888中。所述水通过洁净泵被泵抽至冰箱漏斗512,在漏斗512处， 水被排放到漏斗组件700,并由此通过乳泵866泵抽至填充头、容器908和排放通道。
在可替代结构中，不是采用在喷嘴单元906上的密封件来阻塞容器908 的排放出口，而是所述容器可在其排放出口处设置有电动阀阻塞单元，该单 元使所述容器中的液体可通过两个出口中的一个排放，其中一个出口直接引 导至废物贮藏器，而另一个出口与管道916相连以使清洁流体可再循环至混 合箱888。在这种结构中，与管道916相连的出口路径可能会被升高一小段 距离，例如升高l厘米或2厘米，从而确保在清洁过程中所述容器中清洁流 体的正确深度。也可采用其他结构。例如，溅液盘或容器908可具有两个出 口，允许正常排放的较低出口和在清洁填充头的过程中确保在所述盘中清洁 流体正确深度的较高出口，该较低出口通过例如夹阀的电动阀关闭。清洁流 体的深度可通过上排放出口的高度和/或通过所使用的清洁流体的量进行设置.
填充头
所述填充头更详细地显示在图17和图18中。所述组件具有开口，用于 接收消费者在接收饮料之前放置就位的饮料杯6，所述开口由喷嘴单元906 限定；和杯放置台(其还提供溅液盘或容器908，用于接收饮料溅出物和清 洁流体)。喷嘴组件906由中空的轴926支撑，该轴使不同的流体管道可延 伸到其喷嘴818、 838等，并利用支柱930支撑其自身。喷嘴单元906可利 用低压电动机升高和降低，所述电动机具有与支柱上的齿条936啮合的小齿 轮934，其具有的功率使得使用者的手指在处于错误位置时不会受到伤害。 所述结构可包括张紧弹簧，用于针对填充头的重量提供补偿力。电动机可设 置有轴编码器，以确保所述系统总能了解喷嘴单元卯6的当前高度。可提供
微开关以指示喷嘴单元何时处于其最低位置，并且可提供另外的传感器以指 示喷嘴单元何时处于其最高位置。
喷嘴单元906能够竖直运动，从而使其能够降低到容器卯8中用于如前 所述的清洁目的，并使其能够移动到已定位的杯的上方略高位置，在此处， 喷嘴单元在配发过程中能够防止饮料从杯中溅出。例如，不同饮料要求不同 尺寸的杯，其范围从用于蒸馏咖啡的小杯到用于大杯热奶咖啡或滴滤咖啡的 大杯。主控制器42将获知消费者已经订购了何种饮料，并可使喷嘴单元降 低至允许适合尺寸的杯定位在开口中的位置。此外，当杯被放置就位时，已 竖直排列方式定位在杯旁边的凹部中的多个光或红外发射器或探测器921 (如图3中所示)将能够确定插入所示开口中的杯的尺寸，并当所述杯过小 时阻止饮料配发，从而避免任何由于杯的尺寸不正确所致的溢出。如果需要， 在选择的杯的尺寸不正确时所述软件可返回在用户界面屏幕54上的选择菜 单，和/或可显示警报。
在一个实施例中，终止于喷嘴818的咖啡管道30 (如图3和图15中所 示)可在喷嘴区域中将直径增加例如约2 - 3倍，从而对于任何给定的流速， 使通过管道的咖啡的流速在喷嘴处降低，并减少了咖啡饮料在配发时形成气 泡的倾向。
电子器件
图19显示了电子器件的大致布置图。这些器件包括主控制器1000，该 主控制器采用标准个人计算机的形式并运行例如Windows (商标)的操作系 统；和低层控制器1002，其控制机械装置1003的操作，例如冲酿器组件、 旋转式传送器、开关、阀等。主电源1004供给至主控制器1000、低层控制 器1002以及例如冲酿器、热水器这样需要电源的其他任何器件，而且还供 给至用于向低层控制器1002供电的24伏直流电源单元1006。低层控制器 具有处理器印刷电路板1008，该印刷电路板将24伏直流电力提供到例如致 动器和小马达的器件，并且将5V直流电力提供到例如传感器和任何处理器 的部件。低层控制器还具有电源印刷电路板1010,其可向各器件提供24V
和5V供电以外的主供电。主控制器1000和低层控制器1002可利用RS232 系列电缆1012而彼此联系。所有部件都被封装从而使其不必为不同部件提
供互锁。
高层软件
图20显示了主控制器IOOO的布置图。主控制器包括CPU 1200、将
触摸屏54、读卡器56、收据打印机58以及用于将主控制器与低层控制器 1002相连的RS232线路1012的界面1214。
运行主控制器的软件基于主/从结构。主控制器IOOO执行所有高层逻辑
并协调所有设备的活动，而例如制造和配发饮料的特定操作则留给低层控制
器1002。高层软件分为三层设计并在层间具有明确界面，如图20所示。用 户界面层1020包括所有人员与所述设备的互动，无论其为消费者、零售人 员还是技术人员。大多数用户界面将通过触摸屏54与主控制器相连。
用户界面以标准专用形式的应用程序1221作为主程序，该应用程序通 过内置式Flash播放器控制器在触摸屏上呈现内容，例如Macromedia Flash (RTM)内容，所述Flash播放器控制器以标准形式主控，并以被设置为启 动时运行的全屏模式运行。所述内容或"Flash影片"是一系列互动多媒体 影像，其可在使用Windows (RTM)操作系统的标准个人计算机和通过触 摸屏的Flash播放器上播放。
"Flash"能够形成视觉动态和在线用户的互动体验，同时使文件保持 得非常小以快速下载。这使所述设备能够通过互联网更新。
所述软件可例如采用普通的".NET"形式，该形式使Flash内容可呈现 在微软Windows (RTM)操作系统中的视窗中。根据所述设备的模式而需 要不同的用户界面。每种操作模式均具有其自有的Flash影片和其自有的专 用插件形式。
当所述设备正常工作时的售卖操作，可为消费者服务或等待消费者接近 该设备。在"停止服务"模式下，在单独的屏幕上显示机器故障的信息。当
为所述设备储备消耗品时，零售人员使用补充模式，而当对所述设备进行维 护、诊断故障或修理时，训练有素的技术人员使用服务模式。当启动自动清 洁循环时，进入清洁模式，在此过程中，触摸屏显示适合的信息并使用户输 入无效。
下一层为操作逻辑层1022，该层包含对所述设备遵守的规则进行编码 的软件，所述规则例如为饮料供应和配方的定义、联系零售人员和技术人 员的功能、软件升级、销售数据管理、会员计划、付款、配料鲜度监控以及 决定所述设备何时执行自动清洁操作。
所述操作逻辑层具有下列具体程序
(1) 饮料配发。这是确定所述设备何时准备配发饮料，例如，其何时 完成初始化，使得有充足的配料可用，水足够热以及所述设备未进行清洁循环。
(2) 自动清洁。这通常将基于时间输入，例如，估计不常使用时的时
间输入。
(3) 向零售出口处的人员发送零售警报以执行任何操作，例如补充任
何配料容器。
(4) 记载销售情况。销售日志将定期发送至操作人员总部。
(5) 设备在出现故障时关断。
售卖应用程序界面(售卖API)是限定应采用哪些命令和数据结构来与 包含系统操作的软件库进行相互作用的界面。它使低层软件和高层软件可相 互独立地开发和测试。
图21是所述主控制器的操作的状态转变图。所有的具体操作均由低层 控制器执行。在启动时，所述设备行进至初始化步骤SIO，此后，所述系统 行进至S20并在此等待消费者出现。当收到来自消费者的指示时，所述设备 在S30中配发适合的饮料，然后返回至等待模式。所述系统将周期性地移动 至步骤S40，以在返回至等待模式之前执行自清洁操作。此操作在位于所述 设备上的探测器探测到设备附近存在消费者时可被停止，以使该设备能够为
消费者服务。在服务于消费者或在初始化时出现故障的情况下，所述系统将
移动至步骤S50，以使所述系统显示出"停止服务"的信息，并将联系零售 助理(S60)或技术人员(S70)。
在操作逻辑层下方为提取层1024，该提取层对较高层呈现通用界面， 以进行改变而不必修改事务逻辑或用户界面。这使得数据库引擎或例如收据 打印机的其他装置在被废弃时能够进行改变。提取层的主区域为使存储引 擎能够在以后进行改变的数据提取部1026、使数据存储的方式能够进行改 变的配置提取部1028、使周边选择能够进行改变的硬件提取部1030以及使 不同通信策略能够被采用的通信提取部1032。
对 一 区域中所有设备的远程访问，通过例如Windows Desktop (商标) 的标准专用软件包来提供，而其升级可以使用远程访问特征来展开和执行。 所述软件的管理设施可用于自动维护被配置在每台设备上的数据库。工作可 被计划为定期进行，以确保将不再需要的记录删除。
数据库概要和主要关系显示在图22中。被其他实体引用的各实体均具 有特有主键码(PK)字段，并可具有一个或多个外键码(FK)字段作为另 一实体主键码的参考。
曰志表1100为系统范围内大事件的日志，其获取从排错信息至硬件故 障和意外软件异常的软件事件:，并指示发生时间(TS)。所述日志被定时复 制到HQ 14。
产品表1102为只读的产品供应表，在此表中，每种饮料通过一记录来 表示。例如"一杯特制蒸馏咖啡"等的饮料的变体不被分为独立的产品实体， 但可被包括以作为选项。
销售表1104记录所有完成的饮料销售，而且销售数据被定时复制到 HQ。每份记录代表单独一种饮料的销售。
选项表列举了对于所有供应饮料的所有可能的选项，每份记录表示对于 消费者可用的选项。
产品选项表1108基于每种饮料详细描述了每种选项的可用选择。例如，
所迷表可以记录以下细节蒸馏咖啡仅可按照小杯供应，而滴滤咖啡仅可按照标准杯或大杯供应。销售选项表1110为完成的每次销售记录消费者选择了何种选项。这样 可对销售数据进行数据挖掘。低层软件与高层软件一样，低层软件也具有提取层，其主要目的在于，抽离例如 传感器和致动器这样的硬件的细节，使得硬件可改变和升级而对软件影响最 小。此外，低层软件具有控制逻辑层，该控制逻辑层对于例如阀、泵和马达 这样的硬件提供低层控制。硬件提取层处理所有对硬件的联系，所述硬件即为直接与传感器或致动 器相连的微处理器上的不同外围设备，例如，数字1/0控制器、A/D转换器、 用于以不同速度驱动例如马达的致动器的PWM控制器，以及例如用于轴编 码器的计数器/计时器。控制层负责执行周期性操作，例如加热元件的PID (比例积分，微商) 控制，以及所导出参数(例如基于编码器计数和先前信息的位置)的计算。 这些操作使用由硬件提取层获得/设置的当前传感器/致动器的值的信息，以 得到用于其他装置的值/设置的输出。其他操作包括过滤模拟传感器的值 以减小在传感器与微处理器之间产生的电子干扰噪声，和将PWM输出上斜 或下斜以使系统中的功率波动最小化。各过程将设置所需PWM水平作为设 置点，而实际的PWM将在闭路控制下改变。另外的操作是导出不具有直接 的物理意义的参数，例如，冲酿模块准备完毕的事实，该事实为不同装置处 于正确位置或处于正确温度的结合。例如速度的其他物理参数尽管无法直接 读出，但可计算得到。 一些导出的参数将用于更新致动器的值，尤其是在合 理性检查的情况下(例如，检测到并校正致动器的不正确设置)。排序是关于在设备中不同模块的排序的执行。所述排序将通常但非必要 地通过直接与机械模块相关联的有限状态机器(FSM)执行。FSM将在排 序器的控制下控制每个模块的机械和电子元件，所述排序器负责确保各事 件被传送至适合的FSM，各FSM定期处理以及对高层软件收发的命令被传送至适合的模块。低层软件的流程显示在图23中。从"等待致动器"至"写入致动器" 的主回路以10ms的间隔(被称为帧)运行。这提供了用于读取、更新传感 器和执行状态机器转变的100Hz的速率。必要的初始化在步骤Sl中执行，包括停止监察计时器(直到准备完 毕才重置)；设置微处理器、系统时钟，等；设置通信通道；设置外部设备， 例如在输入/输出中的插头、更正装置、初始化状态机器以及启动监察计时 器。所述软件然后等待(步骤S2)来自高层软件的信息，此时，根据信息 的内容，其将等待更多的命令，开始运行所述设备，或者在载入新的软件 之前进入代码更新程序。这有效地使高层软件可"查验"低层，等待响应， 和在收到响应时可供给定期心跳信号并在任何需要的情况下设置使其运行。 一旦开始运行，应从主控制器收到定期的信息，而在未收到信息的情况下， 低层软件将在将致动器设置到可传感位置之前等待预定停工时间，并进入等 待状态。主回路沿以下步骤进行，即，读取所有传感器的信息，并检查其一致性 (步骤S4和S5)。然后，在处理FSM之前，可对传感器进行周期性操作。 然后，所述状态机器被排序(步骤S8),即，评估所有状态并且执行任何 转变。这可能是高层命令或传感器值的结果。对输出值的更新被写入到当前 有效设置的副本中。在下一步，如果允许继续，则来自FSM排序的致动器 设置在其被复制到当前致动器设置并被写入到致动器自身(步骤S12 )之前， 被检查其一致性(步骤S10)。这一过程确保所有输入/输出是确定的，同时 允许对所有出入值进行一致性Z合理性检查。空闲状态(S14)与初始化位置相同，其中加热器等设备工作，但各机 械部件并不移动。这确保所述设备处于正确的状态，从而当需要时开始执行命令。
如果需要进行代码更新(S16),则软件可要求更新程序。所述软件将 其自身复制到RAM中，然后开始更新过程。这包括从主控制器下载更新 代码，确认其完整性，将其移至闪存器，并再次确认其完整性。在闪存器中 数据损坏的情况下，或当制造后没有代码时，可使用微处理器的内置的自助 程序。对于正常的代码更新，不需要操作人员介入机器的操作。对于由于存 储器损坏所致的修理或在制造过程中，可通过串行接口将代码载入闪存器 中。
权利要求
1、一种用于制备和配发饮料的设备，该设备适于在工作模式中操作，在该工作模式中，该设备可接收来自使用者的指示，以制备和配发饮料；所述设备还适于在清洁模式中操作，在该清洁模式中，该设备的部件被自动清洁，而且该设备不能配发饮料；其中所述设备可操作以响应于预定事件而从所述工作模式自动切换至所述清洁模式。
2、 根据权利要求1所述的设备，该设备可操作以在预定时刻从所述工 作模式切换至所述清洁模式。
3、 一种用于制备饮料的设备，该设备包括用于贮存或制备饮料的液体 成分并将所述成分沿一管道传输到一饮料配发器的装置，所述设备包括用 于贮存清洁所述管道的一种或多种清洁剂的贮存单元，用于将预定量的所述 清洁剂或各所述清洁剂引入到所述管道中，并在引入所述清洁剂之后将一定 量的水引入到所述管道中以冲洗带有所述清洁剂的管道的装置；所述设备包 括控制机构，用于当制备和配发饮料时防止将所述清洁剂引入到所述管道 中，以及当清洁所述管道时防止制备和配发饮料。
4、 一种用于制备和从配发器配发包含易腐成分的饮料的设备，所述设 备包括1) 用于所述易腐成分的管道，该管道需要使用清洁剂进行清洁；2) 易腐成分计量器，用于确定配发到饮料中的易腐成分的量；3) 用于在清洁操作过程中将一定量的清洁剂引入到所述管道中，并将 所述清洁剂通过所述管道传送，以及将所述清洁剂从所述管道中去除的装 置5 和4) 清洁剂计量器，用于确定引入到所述管道中的清洁剂的量；其中，引入到所述管道中的清洁剂的量还通过所述易腐成分计量器来确 定，所述设备可操作以在所述清洁操作过程中，在所述易腐成分计量器的确 定结果与所述清洁剂计量器的确定结果之间出现矛盾的情况下产生警报和/ 或防止配发饮料。
5、 根据权利要求4所述的设备，该设备包括用于将清洁剂引入到所 述清洁剂计量器中的泵，用于将清洁剂从所述清洁剂计量器中泵浦至所述易 腐成分管道中的第二泵，位于所述清洁剂计量器与所述易腐成分管道之间的 阀，和用于所述泵和所述阀的控制器，该控制器使得清洁剂仅在清洁操作过 程中被传送到易腐成分管道中。
6、 根据权利要求3-5中任一权利要求所述的设备，该设备可操作以确 保所有的清洁剂在随后的饮料配发操作之前从所述管道中去除。
7、 根据权利要求3 - 6中任一权利要求所述的设备，该设备可操作以按 重量确定所述饮料的成分量以及所述清洁剂的量。
8、 根据权利要求4所述的设备，其中所述易腐成分计量器和所述清洁 剂计量器各自包括用于容纳液体的贮藏器，和与所述贮藏器分离的传感器。
9、 根据权利要求3-8中任一权利要求所述的设备，该设备包括从所述 配发器至所述管道的返回通路,，用于使所述清洁剂能够再循环。
10、 根据权利要求3-9中任一权利要求所述的设备，该设备包括饮料 配发器和/或在配发位置与清洁位置之间可移动的杯支撑件，其中，在所述 配发位置，所述设备可操作而能够配发饮料；在所述清洁位置，所述配发器 与所述杯支撑件的相对位置防止将杯提供给所述设备。
11、 根据权利要求IO所述的设备，其中所述饮料配发器和/或所述杯支 撑件可在配发位置与清洁位置之间移动，其中，在所述配发位置，所述设备 可操作而能够配发饮料；而在所述清洁位置，所述设备使在所述管道中的清 洁剂能够再循环。
12、 根据权利要求3-11中任一权利要求所述的设备，其中所述饮料配 发器可在配发位置与清洁位置之间移动，其中，在所述配发位置，所述设备 可搡作而能够配发饮料；在所述清洁位置，所述配发器的外表面能够使用所 述清洁剂进行清洁。
13、 一种用于制备和配发含乳饮料的设备，该设备包括用于贮存至少 一个乳容器的冷藏室，用于使乳可从所述容器中取出并被传送至配发装置的 乳管道，和用于沿所述设备的非冷藏的至少一部分清洁所述乳回路的装置，其中所述乳管道包括位于所述冷藏室中的冷藏管道，和位于所述冷藏室之 外的可清洁的第二管道，所述冷藏管道和所述第二管道彼此分开，以允许清 洁所述乳回路，同时允许乳存留于所述容器中。
14、 根据权利要求13所述的设备，其中所述第二管道的邻近于所述冷 藏室的 一部分包括允许将清洁流体引入其中的结构。
15、 根据权利要求13或14所述的设备，该设备包括用于将清洁流体自 动地且周期性地引入到所述乳管道中的结构。
16、 根据权利要求13-15中任一权利要求所述的设备，其中所述冷藏 管道与所述容器是可一次性使用的。
17、 一种用于制备含乳饮料的设备，该设备包括冷藏室、位于所述冷 藏室中的至少一个乳容器、在所述容器与配发区域之间延伸的乳管道，以及 用于沿所述乳管道的非冷藏的至少一部分清洁所述乳管道的装置，其中所述 乳管道的除了可清洁部分以外的所有部件与所述容器是可一次性使用的。
18、 根据权利要求16或17所述的设备，其中所述乳管道的可一次性使 用的部件为柔性部件，所述设备包括用于夹紧所述管道以将乳保持在所述容述装置或各所述装置以电可操作方式使其能够被远程驱动。
19、 根据权利要求16-18中任一权利要求所述的设备，其中所述室适 于贮存多个容器。
20、 一种能够冲酿蒸馏咖啡或滴滤咖啡饮料的冲酿器组件，该组件具有 由腔体限定的空腔和在所述腔体中可移动以改变所述腔的容积的至少 一 个 活塞，所述活塞可在允许引入经磨制的咖啡并排出咖啡残渣的位置与允许将 水注入经磨制的咖啡中以制备蒸馏咖啡饮料的蒸馏咖啡冲酿位置之间移动， 所述活塞还可移动到滴滤咖啡冲酿位置用于制备滴滤咖啡饮料，在所述滴滤 咖啡冲酿位置时的腔容积大于处于所述蒸馏咖啡沖酿位置时的腔容积，所述 组件包括用于在制备所述滴滤咖啡饮料的过程中将一定量的水引入所迷腔 中的装置，所述水的量大于所述腔的容积，使得在所述腔中的饮料被配发， 所述组件还包括用于当所述滴滤咖啡已经被冲酿时移动所述活塞以减小所 述腔的容积的装置。
21、 根据权利要求20所述的冲酿器组件，该组件包括多个棒，用于将 所述活塞在不同位置之间移动，所述棒均由单一的马达驱动。
22、 根据权利要求20或21所述的冲酿器组件，该组件包括两个活塞， 以使水可通过一个活塞引入，咖啡液体可通过另一活塞排出。
23、 根据权利要求22所述的冲酿器组件，其中一个活塞位于另一活塞 的上方，而用于引入水的所述装置可操作以通过所述下方的活塞将水引入到 所述腔中。
24、 根据权利要求23所述的冲酿器组件，其中一个所述活塞可移动至 使得其表面与所述腔体的端部大致平齐的位置，用于排出咖啡残渣，所述组 件包括被设置为越过其表面移动的元件，用于从其中去除咖啡残渣。
25、 根据权利要求23或24所述的冲酿器组件，该组件包括用于所述 活塞的驱动机构，该机构被设置为在冲酿周期中在最上位置与最下位置之间 移动每个活塞，所述活塞的运动呈现一定程度的滞后，使得所述腔的容积在 冲酿周期中在不同的时刻有所不同。
26、 根据权利要求22 - 25中任一权利要求所述的冲酿器组件，其中水 经由一个活塞被引入缸体，而咖啡液体经由另一活塞从所述缸体中排出。
27、 根据权利要求20- 26中任一权利要求所述的冲酿器组件，其中， 当所述冲酿器组件未使用时，所述活塞或所述上方的活塞被停放在所述缸体中。
28、 一种用于制备和配发咖啡饮料的设备，该设备包括权利要求20 中所述的沖酿器组件，和用于探测在所述设备附近是否有人的探测器，当探 测到在所述设备附近有人时，该设备可操作以移动所述活塞至允许引入经磨 制的咖啡的位置，并至少保持一段时间。
29、 根据权利要求28所述的设备，在所述冲酿操作结束后经过的预定 时间之后，所述设备可操作以移动所述活塞或所述上方的活塞至其停放位置。
30、 一种用于制备含乳饮料的设备，该设备包括具有可移除面板的冷藏 隔间，所述面板具有用于支撑一个或多个乳容器的结构和用于与一装置相接 合的结构，所述装置能够使所述面板和乳容器被从所述隔间拆除并运至远 处，而且还能够使所述面板和乳容器从远处运至所述隔间并连接到该隔间上 以使所述容器或各所述容器位于所述隔间中。
31、 根据权利要求30所述到设备，该设备包括能够使所述面板和乳容 器被拆除并运至远处的装置，该装置使所述面板能够被拆除和连接，而基本 上不需改变所述容器或各所述容器的高度。
32、 一种用于制备含乳饮料的设备，该设备包括用于容纳一个或多个 乳容器的冷藏隔间，所述容器或各所述容器设有用于允许从所述隔间供给乳 的柔性管道，所述设备包括与各柔性管道相关联的装置，用于夹紧所述管道隔间释放乳，所述装置或各所述装置以电可操作方式使其能够被远程驱动。
33、 根据权利要求32所述的设备，该设备包括用于确定所述或任一 容器是否清空的装置，以及控制器，该控制器启动所述用于夹紧所述管道的 装置以使该装置当与其关联的容器被确定为清空时持久夹紧与其相关联的 管道。
34、 根据权利要求33所述的设备，其中所述用于确定所述或任一容器 是否清空的装置包括配料装置，该装置与所述乳管道相关联，并当向饮料 投配乳时可操作以检测从所述存单元接收的乳的量。
35、 一种用于制备含乳饮料的设备，该设备包括从乳的贮存单元延伸 至配发乳的配发单元的乳管道，以及与所述乳管道相关联的配料装置，该配 料装置可操作以检测从所述贮存单元接收的乳的量，并且允许根据从所述j^ 存单元接收的乳的量来配发一定量的乳。
36、 根据权利要求35所述的设备，该设备包括用于接收来自所述管 道的乳的l&藏器，用于确定所述贮藏器及其中所容纳乳的重量的装置，和当 所述贮藏器以及乳的重量超过预定值时关闭所述贮藏器上游管道的阀。
37、 根据权利要求36所述的设备，其中所述贮藏器与其上游的乳管道 分隔开，并能够竖直移动有限的程度以允许确定其中乳的重量。
38、 一种用于制备含乳饮料的设备，该设备包括用于容纳多个乳容器 的冷藏隔间，每个所述容器设有允许从所述容器供给乳的管道，所述设备包 括用于监测来自所述隔间的乳供给的传感器，和响应于监测乳供给的结果而 开启和关闭任一管道的阀。
39、 根据权利要求38所述的设备，该设备包括关联到各容器的阀， 用于开启和关闭与相应容器相关联的管道，所述阀被设置为开启所述管道以 允许一定量的乳配发至饮料，所述阀被设置为关闭所述管道以停止配发乳， 所述传感器被设置为监测配发至各饮料中的乳的量，在配发操作过程中，所 述传感器当检测到已经没有乳从所述管道供给时可操作以使所述阀持久关 闭所述管道。
40、 根据权利要求35 - 39中任一权利要求所述的设备，该设备包括 蒸汽发生器和用于将蒸汽与乳混合的装置；所述设备包括控制器，当所述配 料装置允许配发乳时，该控制器可操作以沿所述乳管道喷发蒸汽，而当配发 乳基本结束时可操作以停止供给蒸汽。
41、 一种用于制备和配发饮料的设备，该设备包括用于使消费者能够 选择饮料的装置；配发头，用于将饮料配发到放置在该配发头下方的杯支撑 件上的杯中；和用于根据所选的饮料来竖直移动所述配发头或所述支撑件的 结构，从而使所述配发头相对于所述支撑件的位置适应于所选饮料的杯的尺 寸。
42、 根据权利要求41所述的设备，该设备包括 一个或多个传感器， 用于检测已放置在所述配发头下方的杯的尺寸；和控制器，如果已放置在所 述配发头下方的杯的尺寸不正确，则所述控制器将阻止配发饮料。
43、 一种用于制备和配发饮料的设备，所迷饮料由消费者从不同量的一 系列饮料内选出并被配发到提供至所述设备的杯中，所述设备包括探测器， 用于探测提供至所述设备的杯的尺寸；存储器，其包含将被显示的多条信息； 控制器，用于根据由所述探测器探测到的杯的尺寸与由消费者所选的饮料的 结合来选择所述设备的操作和/或选择信息或警报；和显示器，用于显示在 所述存储器中的信息。
44、 根据权利要求43所述的设备，该设备包括触摸屏，用于显示所 述信息并接收来自使用者的指令。
45、 一种用于制备和配发饮料的设备，该设备包括 一个或多个传感器， 用于检测所述设备的物理状况；触摸屏，用于显示信息并接收来自使用者的 指令；存储器，用于存储与饮料和/或所述设备的操作相关的数据；和控制 器，用于控制所述触摸屏的操作，使得仅当由所述触摸屏接收的指令与由所 述传感器检测到的所述设备的物理状况相适应时，所述设备才会配发饮料。
46、 根据权利要求45所述的设备，其中在所述指令与所述物理状况之 间不相适应的情况下，所述控制器可操作以使与所述物理状况相关的信息通 过所述触摸屏显示。
47、 根据权利要求45或46所述的设备，其中所述物理状况相关于所 述饮料的任何成分是否存在，使用者为所述饮料提供的杯是否存在或使用者 为所选饮料提供的杯的尺寸是否合适，或所述设备是否处于不能配发饮料的 清洁模式中。
48、 根据权利要求45 - 47中任一权利要求所述的设备，其中所述控制 器可操作以使所述触摸屏显示由所述设备提供的与饮料相关的信息。
49、 一种用于制备泡沫化乳饮料的设备，该设备包括通过将乳、空气 和蒸汽引入混合室中来使乳泡沫化的结构，所述设备具有用于独立改变所述 乳、空气和蒸汽的相对流速的装置。
50、 根据权利要求49所述的设备，该设备被设置为使得所述蒸汽的流 速在任何泡沫化操作中保持恒定，而对所述乳和空气的流速相对于所述蒸汽 的流速进行调节。
51、 根据权利要求49或50所述的设备，该设备可操作以相对于蒸汽的 流速来设置乳的流速，使得所述泡沫化乳的温度在60°C至80。C的范围内。
52、 根据权利要求49-51中任一权利要求所述的设备，该设备包括 在大于大气压的压力下将所述空气、乳和蒸汽各自引入到所述室中的装置。
53、 一种用于制备和配发咖啡饮料的设备，该设备包括咖啡沖酿器、 咖啡豆磨具以及位于所述咖啡豆磨具上方的咖啡豆贮存器，所述设备被设置 为在其中多个位置中容纳多个咖啡豆容器，所述咖啡豆贮存器包括刺穿装 置，所述设备被设置为使得所述刺穿装置和所述咖啡豆贮存器彼此相向移动 以刺穿其中一个所述容器，从而使咖啡豆从所述容器中注入到所述豆磨具 中。
54、 根据权利要求53所述的设备，该设备包括传感器，用于检测在 所述豆磨具中咖啡豆的量；和控制器，用于当所述磨具中的咖啡的量低于预 定量以下时启动所述刺穿装置。
55、 根据权利要求53或54所述的设备，其中所述容器位于可移动的保 持器上，该保持器被设置为当其中一个所述容器已经被刺穿时推进所述容 器，使得完整的容器位于所述刺穿装置上方。
56、 一种用于自动制备和配发咖啡饮料的设备，该设备包括用于容纳 多个咖啡豆容器的咖啡豆贮存器；用于自动打开所述容器的装置；用于接收 来自容器的咖啡豆并将其磨制的咖啡豆磨具；用于沖酿经磨制的咖啡的咖啡 冲酿器；和用于控制所述设备的操作的控制装置，使得来自所述容器的豆被 顺序地磨制和冲酿。
57、 根据权利要求56所述的设备，其中所述咖啡豆l&存器能够容纳至打开的时间。
58、 一种容器，该容器包含0.7千克至1.5千克的经烤制并未经磨制的 咖啡豆，所述容器具有气密性衬里并容纳惰性气体。
59、 根据权利要求58所迷的容器，该容器大致为圆筒形，但具有不沿 其轴线对称的外部构造。
60、 根据权利要求58或59所述的容器，该容器包括封闭其一个末端的可刺穿的密封隔膜。
61、 一种用于制备咖啡饮料的方法，该方法包括 1 )供给一定量的咖啡豆；2) 基于乳的使用期选择将被引入所述饮料中的乳；3) 调节咖啡、乳和空气的相对量以形成咖啡饮料；4 )根据由消费者所选的杯的尺寸来控制所述方法的操作。
62、 一种用于自动制备多种咖啡饮料的设备，该设备包括1) 豆贮存器，用于容纳用于多杯咖啡的足量的豆；2) 经冷藏乳的贮存器，用于容纳多杯含乳咖啡的足量的乳；3) 用于接收来自消费者的关于单一咖啡饮料的要求的装置；4) 用于检测由消费者所选的杯的尺寸的装置；5) 用于磨制足量的豆以用于所述单一咖啡饮料的装置；6) 用于使用所述经磨制的一定量的豆来冲酿咖啡饮料的装置；7) 用于从所述乳贮存器中选择用于咖啡饮料的乳的量的装置，使得为8) 根据保存在所述设备中的用于所选咖啡饮料的配方而调节所述沖酿咖啡和乳的量的装置；9) 用于配发咖啡饮料的装置；和10) 控制器，用于基于由消费者所选的杯的尺寸来控制所述咖啡饮料的 配发，使得配发的所述咖啡饮料的量适合于所述杯的尺寸。
63、 一种使用制咖啡机来制备和配发多杯咖啡的方法，所述制咖啡机可 响应于由使用者输入的命令而工作以制备和配发多杯咖啡，所述方法包括a)在所述制咖啡机中设置多个密封容器，每个所述容器包含用于制备 多杯咖啡的足量的咖啡豆，在各容器中的所述咖啡豆在打开相应的容器后具 有预定的保鲜寿命；b) 使所述制咖啡机依次打开所述容器，使得每次仅有一个所述容器打开；c) 使所述制咖啡机在不超过所述保鲜寿命的时段之内响应于多个所述 命令的输入而采用来自所述打开的咖啡容器中的咖啡豆来制备和配发多杯 咖啡，使得在所述打开的容器中的几乎所有咖啡豆在所述保鲜寿命内用尽；d) 使所述制咖啡机此后自动打开另外的所述咖啡容器，并且在不超过 两天的另外的时段之内响应于另外的多个所述命令的输入而采用来自另外 的所述咖啡容器中的咖啡豆来制备和配发另外的多杯咖啡，使得在所述另外 的咖啡容器中的几乎所有咖啡豆在来自所述另外的容器的咖啡的所述保鲜寿命内用尽；和e) 每次将其中所述咖啡豆已用尽的所述咖啡容器手动更换为新的所述 密封容器。
64、 一种使用制咖啡机来制备和配发多杯咖啡的方法，所述制咖啡机可 响应于由使用者输入的命令而工作以制备和配发多杯咖啡，所述方法包括a) 在所述制咖啡机中设有多个密封容器，每个所述容器包含用于制备 多杯咖啡的足量的咖啡豆；b) 使所述制咖啡机依次打开所述容器，使得每次仅有一个所述容器打开；c) 使所述制咖啡机在仅仅两天的时段之内响应于多个所述命令的输入 而采用来自所述打开的咖啡容器中的咖啡豆来制备和配发多杯咖啡，使得在 所述打开的容器中的几乎所有咖啡豆在仅仅两天之内用尽；d) 使所述制咖啡机此后自动打开另外的所述咖啡容器，并且在不超过 两天的另外的时段之内响应于另外的多个所述命令的输入，采用来自所述另 外的咖啡容器中的咖啡豆来制备和配发另外的多杯咖啡，使得在所述另外的 咖啡容器中的几乎所有咖啡豆在不超过两天之内用尽；和e) 每次将其中所述咖啡豆已用尽的所述咖啡容器手动更换为新的所述
65、 根据权利要求64所述的方法，该方法使得在仅仅一天之内从每个 容器中制备和配发所述多杯咖啡。
66、 根据权利要求63 - 65中任一权利要求所述的方法，其中所述制咖 啡机包含至少四个所述咖啡容器，而所述手动更换的步骤最多每两天执行一次。
67、 根据权利要求63 - 66中任一权利要求所述的方法，该方法包括 使所述制咖啡机响应于已被打开的或其中咖啡已用尽的所述咖啡容器的预 定数而发送咖啡补充信号，以表示需要进行所述手动更换的步骤。
68、 根据权利要求63 - 67中任一权利要求所述的方法，该方法包括 在所述制咖啡机中设有多个乳容器，其中各容器均具有使用期，当制备多杯 需要乳的咖啡时使所述制咖啡机仅从处于其使用期之内的所述乳容器中选 择乳。
69、 根据权利要求68所述的方法，该方法包括使所述制咖啡机响应 于已用尽的或已选过的和/或已达到其中容纳的所述乳的使用期的所述乳容 器的预定数而发送乳补充信号。
70、 根据权利要求63 - 69中任一权利要求所述的方法，该方法包括 ^:所述制咖啡机每天至少一次自动执行清洁循环，用于从所述制咖啡机中清 洁乳剩余物。
71、 一种用于制备和配发饮料的设备，所述饮料包含易腐成分，所述设 备包括适于保存多个易腐成分容器的冷藏隔间，所述设备适于存储在每个 所述容器中的所述易腐成分的使用期，所述设备还包括一旦所述容器中的贮 存物超过所述贮存使用期时用于防止配发任何容器中的l&存物的装置。
全文摘要
本发明提供不同形式的设备(1)，用于制备和配发饮料，该饮料优选为以咖啡为主要成分的饮料，所述设备可接收来自消费者的指令并自动传输饮料。所述设备优选地能够在清洁周期内进行完全自动的清洁，在该清洁周期中，清洁剂穿过管道(62，64)冲洗，所述设备优选被设置为确保不仅管道被完全清洁，而且清洁剂不会被配发。所述设备包括具有腔(81)的冲酿器组件(78)，现磨咖啡可引入所述腔中，通过将热水经过所述腔传送并去除咖啡残渣，可自动制备蒸馏咖啡或滴滤咖啡。咖啡可以咖啡豆形式贮存在密封容器(208)中，该密封容器可被自动刺穿以释放咖啡豆，所述咖啡豆在即将制备饮料之前被磨制。所述设备还包括杯尺寸探测器(921)，用于确保消费者提供至所述设备的杯的尺寸适合于所选择的饮料。
文档编号A47J42/50GK101128142SQ200680006280
公开日2008年2月20日 申请日期2006年2月28日 优先权日2005年2月28日
发明者史蒂夫·詹姆斯·厄文, 威廉·戴维·史密斯, 安德鲁·志·瓦·于, 帕特里克·斯维丁, 戴维·威廉·哈珀, 戴维·布拉德尚, 斯考特·马丁, 约翰·麦克加瓦, 西蒙·詹姆斯·内勒, 贾克·菲利普·特纳, 马丁·达韦斯, 麦克尔·罗伯特·尼尔森 申请人:国家咖啡有限公司