带快速和/或多次萃取过程特征的咖啡机及相关的系统和方法与流程

带快速和/或多次萃取过程特征的咖啡机及相关的系统和方法
1.本技术是申请号为201680015355.5的分案申请，该母案的申请日为2016年01月11日，发明名称为带快速和/或多次萃取过程特征的咖啡机及相关的系统和方法。
2.相关申请的交叉引用
3.本技术案主张下列未决申请案的优先权，各申请案在此均通过引用的方式并入本文：2015年1月12日提交的申请号为14/594,970的美国专利申请；2015年6月4日提交的申请号为62/171,190的美国临时专利申请；以及2015年12月14日提交的申请号为62/267,185的美国临时专利申请。
技术领域
4.本技术大体上涉及通过从单组咖啡粉中快速萃取和/或多次萃取来制备咖啡的咖啡机及相关的系统和方法。结果可包括需较少咖啡粉便可制备美味的咖啡。


背景技术：

5.多年来，咖啡已成为普通大众消费饮料。随着时间的推移，人们已开发了许多技术来冲泡咖啡，每一种都有各自的优缺点。例如，19世纪30年代人们开发了虹吸式咖啡冲泡壶，其以制备美味的咖啡出名，几乎没有苦味。然而，虹吸式冲泡壶的萃取过程通常需很长时间，这对于生意繁忙的咖啡店来说是不切实际的。最初在19世纪人们开发了渗滤壶，并且在二十世纪上半叶流行起来。渗滤壶也可制备美味的咖啡，除了煮过的咖啡在高温下放置一段太长的时间，这种情况下咖啡会有苦味。渗滤壶已大部分被滴漏式咖啡机所取代，此类咖啡机很简单，并且可制备令人满意的咖啡。其他代表性的咖啡机包括爱乐压和蒸汽朋克(steampunk)咖啡机。
6.与此前类型的咖啡机相关联的一个缺点是均无法完全将低成本、高速和高效地使用咖啡豆结合起来。过去几十年，消费者对美味、无苦味咖啡的需求量有所增加，而种植高品质咖啡豆所需的资源越来越稀缺，尤其需考虑到与咖啡种植有关的环境问题。因此，满足低成本、高速和高品质的上述目标的咖啡机及相关的过程仍很有必要。
附图说明
7.图1是根据本技术的实施例配置的咖啡制备系统的局部侧视示意图。
8.图2是根据本技术的实施例的用于冲泡咖啡的过程流程图。
9.图3是根据本技术的实施例的图1中系统的示意图，其中，研磨咖啡被置于冲泡室中。
10.图4是根据本技术的实施例的图3中系统的示意图，其中，水被加到冲泡室中。
11.图5是根据本技术的实施例的图4中系统的示意图，其中，水和研磨咖啡被搅拌。
12.图6是根据本技术的实施例的图5中系统的示意图，其中，咖啡从冲泡室被萃取到咖啡室。
13.图7是根据本技术的实施例的如图6所示系统的局部示意图，其中，放置第二体积的水以便进行第二冲泡过程和第二萃取过程。
14.图8是根据本技术的实施例配置的具有过滤器装置的冲泡室的局部横截面示意图。
15.图9是根据本技术的实施例的被配置为可加压的冲泡室的局部横截面示意图。
16.图10是根据本技术的另一实施例配置的自动咖啡制备系统的示意图。
17.图11是根据本技术的另一实施例的具有冲泡室的系统的局部示意图，其中，所述冲泡室包括装有盛放咖啡粉的过滤器的咖啡粉篓。
18.图12是根据本技术的另一实施例的虹吸式咖啡系统的典型示例的局部示意图，该虹吸式咖啡系统包括形成系统上室或顶室的冲泡室。
19.图13a是根据本技术的实施例的说明系统的组件如何互连的示意图。
20.图13b和13c是根据本技术的特定实施例的典型的咖啡冲泡方法的示意图。
21.图14是根据本技术的实施例的被设计成允许一个或多个加速萃取的具有改良法式压壶布置的系统的局部示意图。
22.图15是如图14所示的系统的局部示意图，其中改良法式压壶布置被激活。
23.图16是根据本技术一实施例的系统的局部示意图，其中，被冲泡的咖啡被限制进入冲泡室直到通过根据本技术的另一实施例的相应的控制器来致动阀门。
24.图17是根据本技术的另一实施例的被设计成允许一个或多个加速萃取的离心系统的典型示例。
25.图18是根据本技术的实施例被配置的具有可移除的冲泡室的咖啡冲泡系统的局部示意图。
26.图19是根据本技术的实施例的被配置为与可移除的冲泡室一起工作的咖啡室的局部示意图。
27.图20是根据本技术的实施例配置的可移除的冲泡室的局部示意图。
28.图21-23示出了如图20所示的冲泡室的实施例的详细特征。
29.图24-27示出了根据本技术的实施例的被配置为与可移除的冲泡室一起使用的过滤器平台。
30.图28a-28d示出了根据本技术的实施例被配置的冲泡室的基座中的通道图案。
31.图29a-29c示出了根据本技术的进一步的实施例配置的具有可松开连接的冲泡室。
32.图30是根据本技术的进一步的实施例被配置的咖啡制备系统的局部示意图。
具体实施方式
33.1.0概述
34.本技术一般涉及被配置成通过多次咖啡萃取，和/或加速萃取来冲泡咖啡的咖啡机以及相关的系统和方法。根据特定的实施例，此类咖啡机可被适用于家用和/或商业用途。下文参考具体、典型的配置对所公开的技术的若干实施例的具体细节进行了说明。在其他实施例中，所公开的技术可根据具有其他配置的咖啡机来实施。为了清楚说明，下文的说明中未对描述众所周知的、通常与咖啡机有关的结构或过程的具体细节进行阐述，因为该
具体细节可能会模糊本公开技术的一些重要方面。此外，尽管下文的公开内容阐述了所公开技术不同方面的若干实施例，但该技术的其他实施例可具有与本章节中描述的那些配置和/或组件不同的配置和/或组件。因此，本技术可具有其他实施例，其具有额外的元件，和/或不具有下文参考图1-30所述的若干元件。
35.本技术的方面一般涉及：(a)多次咖啡萃取；(b)加速萃取；(c)可移除的冲泡室；以及(d)与上述技术和装置相关联的控制器和方法。上述方面中的每一个均可包括若干实施例，其可以凭借各种合适方式中任一种与剩下的方面的实施例相组合。例如，多次萃取过程一般包括在相应的多次冲泡周期内通过使用相同组的咖啡粉来冲泡多份咖啡。在冲泡周期内，溶剂(通常用热水，但冷水可用于冷冲咖啡)与咖啡粉液体连通。通常，每个周期均使用新鲜水，但在一些实施例中，该过程可包括重新使用来自先前周期的冲泡的咖啡。通常，下一冲泡周期开始之前可完成(多次萃取中的)一次萃取。但一些实施例中，一个周期的萃取过程可与下一周期的冲泡过程重叠。
36.在若干实施例中，加速萃取可被用于上述多次萃取中的一个或多个。加速萃取通常是指在特定的时间点施加到一定量冲泡咖啡的萃取力，而该力在该时间点之前不施加，从而可从咖啡粉中萃取冲泡的咖啡。典型的方法包括施加压力(例如，气压、液压或例如具有法式压力机的机械压力)、施加真空、采用虹吸过程、使用离心力和/或打开预先关闭的阀，来使冲泡的咖啡在重力的作用下落下。在至少一些实施例中，使用上述技术的组合可从用于形成冲泡咖啡的咖啡粉中萃取或分离冲泡的咖啡。
37.上述过程可被控制，以精确地产生并重复与该过程相关联的定时顺序。该过程可被机械地控制，例如，利用可机械或机电地操作阀、伺服器和/或其他可致动元件的机械钟装置。在另一实施例中，可使用数字控制器(例如，计算机或基于计算机的系统)来引导该过程，以用于进行咖啡冲泡和萃取方法。例如，计算机或控制器可包括耦合到机电阀、伺服器和/或其他致动器的基于计算机(例如，可编程)的指令。在特定实施例中，无需借助加速萃取装置的多次萃取被完成，是指在下一冲泡周期开始之前，一个冲泡周期的产物被完全从咖啡粉床中萃取(或几乎完全萃取)。在另一典型实施例中，其中，可实施加速萃取装置，在下一冲泡周期于同一咖啡粉床上开始之前，一个萃取过程可仅部分地被完成。
38.如上所述，所公开技术的若干实施例可采用计算机可执行指令的形式，包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员应理解到，该技术也可在除了下文所示和说明以外的计算机或控制器系统上实施。该技术可体现在专用计算机、控制器或数据处理器中，所述专用计算机、控制器或数据处理器是特定编程的、被配置的或构建的，以执行下文所述的一个或多个计算机可执行指令。因此，本文普遍使用的术语“计算机”和“控制器”是指合适的数据处理器，以及可以包括互联网设备和手持设备，包括掌上电脑、可穿戴式计算机、蜂窝式或移动电话、多处理器系统、基于处理器的或可编程的消费电子产品、网络计算机、迷你计算机等。通过此类计算机处理的信息可在任何合适的显示介质，包括液晶显示器(lcd)上呈现。
39.本技术还可在分布式环境中实施，其中，任务或模块由通过通信网络链接的远程处理装置执行。在分布式计算环境中，程序模块或子例程可位于本地和远程存储装置中。下文所述的技术的方面可被存储或分布在计算机可读介质上，包括，磁性或光学可读或可移除的计算磁盘，以及通过网络电子分布。专用于本技术的方面的数据结构和的数据传输也
被包括在本技术的范围内。
40.2.0代表性的实施例
41.图1是咖啡制备系统100的局部侧视示意图，该咖啡制备系统100被配置为可从相同体积或质量的研磨咖啡中通过多次萃取来制备咖啡。除了或代替通过多次萃取来制备咖啡，该系统100还可在咖啡萃取过程中通过相对高的压差来制备咖啡。因此，如下文更详细说明的，系统100可以生产美味的咖啡，其具有比常规技术和冲泡系统使用更少的研磨咖啡，并且具有很少的苦味或没有苦味。
42.如图1所示，系统100可包括用于冲泡咖啡的冲泡室110，和其中收集所萃取的咖啡的萃取或咖啡室120。将研磨咖啡豆置于该冲泡室110中，同时通过锅炉160提供热水。在冲泡过程中，在通过过滤器装置130将咖啡萃取到咖啡室120之前，可通过搅拌装置170(可选地)搅拌热水和咖啡粉。该搅拌装置170可包括孔171，加压气体(例如空气)通过该孔被引导以用于搅拌或混合冲泡室110中的咖啡粉。可使用相同的咖啡粉来冲泡多份体积的萃取咖啡，其被全部收集在咖啡室中并通过咖啡出口123被分配。
43.在特定的实施例中，冲泡室110可包括一个或多个侧壁111(例如，连续的圆柱形或圆锥形侧壁111)和下表面112(例如，倾斜或成角度的下表面112)，并且可容纳过滤器装置130。锅炉160可包括(或可被耦合到)水源161，还可包括热源162(用于加热由水源161提供的水)和将热水导入冲泡室110的进水导管163。冲泡的咖啡可沿着流体流动路径穿过过滤器装置130、冲泡室连接器114(其将冲泡室110连接到咖啡室120)，并通过可选的流管125进入咖啡室120。因此，流体流动路径连接并包括冲泡室110和咖啡室120。
44.在特定的实施例中，过滤器装置130包围萃取区域a1。例如，根据冲泡室110被配置的可处理的水的体积，萃取区域a1可约为113in.2(对应于直径为12英寸的圆形过滤器装置130)。在其他实施例中，萃取区域a1可约为20in.2或38in.2(分别对应于直径约为5英寸或7英寸的过滤器装置130)。在这些实施例的任一实施例中，较大的区域a1允许给定体积的咖啡粉分散在过滤器装置130的相对较薄层上。这转而还可增加通过过滤器装置130萃取冲泡咖啡的速度，和/或可减少冲泡咖啡和咖啡粉之间广泛接触的可能性，以免制备的咖啡带有苦味。
45.系统100可包括与咖啡室120流体连通的气体端口115。在本实施例的特定方面中，气体端口115可选择性地耦合到加速萃取装置，例如，在冲泡室110和咖啡室120之间产生压差的压差装置105。压差装置105可包括耦合到第一阀141a的真空源101和/或压力源102。真空源101被配置为抽取咖啡室120上的强负压，从而使冲泡的咖啡可加速从冲泡室110通过过滤器装置130进入咖啡室120。因此，真空源101是压差装置105的典型示例，该压差装置105在冲泡室110和咖啡室120之间可产生相对较高的压差(例如，在一些实施例中至少为60托，在进一步的特定实施例中至少为150托)。如下文中图9所示的另一实施例中，压差装置105包括耦合到冲泡室110的压力源，用于将冲泡咖啡从冲泡室110压入咖啡室120。在任一实施例中，通过真空和/或压力提供的大压差可允许操作者使用精细研磨咖啡(例如，直径为约200μ至约600μ，并且在特定实施例中约为200μ)，以免堵塞现有的市售批量的咖啡冲泡机，例如，大容量滴漏式咖啡冲泡机。此外，在任一实施例中，气体端口115可选择性地耦合到压力源102，用于除了或代替萃取冲泡的咖啡之外的其他目的。例如，压力源102可在冲泡过程中搅拌冲泡室110中的咖啡和水。因此，压力源102可形成搅拌装置170的一部分，下文
将参照图5进一步说明。
46.在特定的实施例中，如图1所示，咖啡室120可位于冲泡室110的下方。在其他实施例中，冲泡室110和咖啡室120可设置于彼此相对的其他位置，尤其是当如上所述，压力或真空(非重力)提供主要作用力，来引导冲泡的咖啡穿过过滤器装置130从冲泡室110进入咖啡室120时。
47.咖啡室120可具有一个或多个侧壁121(例如，锥形侧壁121)和基座122。在特定的实施例中，系统100被支撑在基座122上，并且在其他实施例中，系统100可包括其他支撑件。例如，系统100可包括外壳(例如，金属外壳或塑料外壳)，以便为系统100提供支撑。该外壳也可用于装饰目的，例如，通过改进系统100的外观。在这些实施例中的至少一些实施例中，咖啡室120包括咖啡出口123，还可包括第二阀141b，在冲泡和萃取过程完成之后，冲泡的咖啡可通过第二阀141b引导出系统100。在其他实施例中，咖啡室120可用作玻璃瓶。因此，咖啡室120无需包括出口123。相反，可从系统100移除咖啡室/玻璃瓶120(例如，将咖啡室/玻璃瓶120与冲泡室110分离)，并可从咖啡室/玻璃瓶120的顶部倒出咖啡。
48.在一个实施例中，可使用系统100手动完成咖啡制备过程，例如，通过机械装置。在另一实施例中，系统100可包括控制器140，用于自动控制咖啡制备的一些或全部过程。该控制器可包括硬连线电路，和/或可对控制器进行编程。例如，控制器140可包括处理器、存储器和合适的输入/输出设备。因此，控制器140可接收传感器信号142(例如，对应于系统温度、压力、流速和/或其他合适的参数)，并可通过用户输入装置143(例如，按钮、键盘、触摸屏和/或其他合适的装置)接收用户输入。根据所接收的输入，系统100可提供用户输出至用户输出设备145(例如，显示面板)，并可提供系统命令144。系统命令144可自动地引导(例如，激活、停用和/或调制)系统组件(例如，阀141a和141b、锅炉160、真空源101和/或压力源102)。通过控制器140可获得的自动化或部分自动化的过程可减少操作员的工作量，和/或可提高制备和/或萃取过程的精确度和/或一致性。
49.图2示出了根据所公开技术的特定方面的用于冲泡咖啡的过程200流程图。接着，下文将参照图3-7对该过程中的各个步骤进行进一步说明。整个过程200可包括依次包括冲泡咖啡的第一阶段220，以及包括将冲泡的咖啡从冲泡室萃取到咖啡室的第二阶段230。在特定的实施例中，每一阶段均经历一次，在其他实施例中，第一和第二阶段需重复一次、两次或多次，以制备单批次咖啡。
50.在第一阶段之前，过程部分201包括将研磨咖啡置于冲泡室中。除了现有的市售批量咖啡冲泡机使用的标准的咖啡粉大小以外，咖啡可精细研磨，例如，中等直径为约200μ至约600μ、或约320μ至约400μ、约335μ或约200μ。这些直径明显小于标准滴漏式过程中使用的800μ直径。咖啡可在冲泡室中被分散地很稀薄，例如，达到深度小于0.7英寸、或约0.2英寸至约0.6英寸、或约0.3英寸至约0.5英寸、或约0.4英寸，如在冲泡后所测量的。通常，将咖啡分散以使得其具有后冲泡深度小于1英寸，可以降低所得咖啡具有苦味的可能性。在另一方面，将咖啡分散以使后冲泡深度小于0.1英寸，会导致冲泡室宽度或直径在典型的商业环境中占据太多空间。
51.在第一阶段(过程部分203)中，将一体积的加热水置于冲泡室中。水可使用锅炉或其他合适的装置来进行加热，并且可从任何合适的端口或开口进入室内。在这些实施例的任一实施例中，该体积的热水与冲泡室中的咖啡粉保持紧密热接触和物理接触。可选地，过
程部分205可包括搅拌咖啡粉和热水，例如，使用机械装置和/或曝气过程。
52.第二阶段230可包括过程部分207，其中，将一体积的冲泡咖啡从冲泡室萃取到咖啡室。在特定的实施例中，将真空施加到咖啡室进而将冲泡的咖啡抽取到咖啡室，在另一实施例中，将压力施加到冲泡室进而将冲泡的咖啡驱入咖啡室。在又一实施例中，将压力施加到冲泡室，与真空施加到咖啡室相结合。在这些实施例的任一实施例中，在冲泡室中的水完成冲泡周期(例如，从研磨咖啡中萃取风味)之后可完成萃取过程，且可在短时间内完成该萃取过程(例如，防止冲泡的咖啡与咖啡粉接触太久，而导致咖啡具有苦味)。因此，在第一阶段220中，冲泡室和咖啡室之间的压差可小于60托或150托(例如，零)，而在第二阶段230中大于60托或150托。例如，在第一阶段220中，冲泡室可以是处于大气压强下。在第一阶段220中，少量冲泡咖啡可在重力作用下从冲泡室进入咖啡室，但两室之间的压差应小于60托。该过程中使用的咖啡粉的细度(其可增强咖啡风味强度)也可减少冲泡周期内可能从冲泡室110漏到咖啡室120的冲泡咖啡的量。这进而提高了冲泡过程的可控性和可再现性，因为所有或几乎所有的咖啡在冲泡室中花费的时间大约相同。通常，阈值压差为150托可能比60托更有利，因为较高的压差值可使萃取过程较快。
53.在至少一些实施例中，该过程可在过程部分207结束。因此，在过程部分201中在冲泡室内放置的研磨咖啡粉与单份体积的水一起被使用一次，以制备相应的单份体积的咖啡。在其他实施例中，相同的咖啡粉可被用于多份体积的咖啡。因此，过程部分203、205(可选地)和207可按顺序重复一次、两次、三次或多次，以在咖啡室中制备组合体积的咖啡，其中，组合体积由单个体积的咖啡形成，其每一个均用同一组咖啡粉冲泡。
54.除了将冲泡的咖啡从冲泡室中快速萃取到咖啡室，压差装置所提供的高压差还可干燥冲泡室中的咖啡粉。这样，干咖啡粉可作为第二次(以及任何进一步的后续过程)冲泡过程的更好的起点。因此，可进一步降低后续过程中产生苦味咖啡的可能性。此外，强大的压差可从咖啡粉中去除大部分溶解的气体，其可在焙烧过程中嵌入用于生产咖啡粉的咖啡豆中。这样，在第一次萃取之后的后续萃取中，咖啡粉会具有明显较大的暴露表面积，随后萃取时使用的水可接触额外的表面积，而不再受气体阻挡。
55.图3-7展示了上述过程的几个阶段。图3示出了一定量的咖啡粉350已被添加到冲泡室110之后系统100的示意图。如上所述，咖啡粉350可在由过滤器装置130提供的大表面积上的相对薄层中分散。
56.在图4中，将热水464导入冲泡室110中，以便与咖啡粉350紧密地进行物理和热接触。将热水从锅炉160导入，并导入冲泡室110中，直到第一体积464a的热水被置于冲泡室110中。将第一体积464a保留在冲泡室中，并与研磨咖啡350接触，直到第一体积464a的冲泡过程已被完成。
57.如图5所示，冲泡过程的可选部分可包括搅拌咖啡粉350和第一体积464a的热水，例如，用搅拌器170。在本实施例的特定方面，压力源102被激活，并且第一阀141a被配置为允许加压空气(或另一种气体)从压力源102进入冲泡室110。因此，搅拌器170可包括曝气器。加压空气搅拌咖啡粉350和第一体积464a的热水。由压力源102提供的压力被控制或调制以提供充分搅拌，而咖啡粉350、冲泡的咖啡和/或第一体积的水464a不会出现不期望的飞溅或散布或过度搅拌。在任何给定的萃取过程中，过度搅拌会导致过度萃取，从而可以产生苦味的咖啡。若系统100包括流管125，则压力源102可将已存在于咖啡室120中的咖啡引
导返回到冲泡室110中，例如，补充通过空气或其他气体提供的搅拌活动，和/或将已冲泡的咖啡再次导入冲泡室。重新导入已冲泡咖啡的过程可在萃取时改变溶剂中存在的萃取固体水平，使萃取过程具有额外的控制水平。流管125还可减少咖啡萃取过程中咖啡被吸入真空源101的可能性，这在下文将进一步详细说明。
58.一旦冲泡过程(例如，初始冲泡过程)已完成(可能需约5秒至约5分钟)，将冲泡的咖啡从冲泡室110中移除并导入咖啡室120中。例如，如图6所示，冲泡的咖啡可沿着流动路径626从冲泡室110到咖啡室120，并在咖啡室120中收集，形成第一体积651a的萃取咖啡。为了迫使萃取的咖啡以高体积流速从冲泡室110流到咖啡室120，真空源101被激活，并且调节第一阀141a以将真空源101与咖啡室120连接。真空源101可在咖啡室120中产生负压，例如，绝对压力为约.000000001(或10-9
)托至约700托、或约150托至约660托，或约175托至约400托、或约175托。当冲泡室110处于大气压强时，上述绝对压力对应于压差(冲泡室110和咖啡室120之间)为约60托至约759.999999999托或约100托至约610托，或约360托至约585托，或约585托。因此，压差至少为60托。在其他实施例中，压差可具有其他阈值。例如，在某些实施例中，单次萃取装置的压差为至少150托，或约360托至约585托，或约585托。压差装置105可以具有适合于上述任何压差的流量，例如，至少1立方英尺每分钟(cfm)的流量，例如，持续至少5秒。
59.压差可将萃取的咖啡从冲泡室110抽到咖啡室120。由于气体端口115位于第一体积651a的萃取咖啡的上方，所以收集在咖啡室120中的萃取咖啡无法通过气体端口115由真空源101吸入。每个萃取过程的典型萃取时间范围可为约5秒至约60秒，取决于因素包括压差水平、每次萃取从冲泡室110中移除的咖啡的体积，以及咖啡粉的细度。
60.在另一实施例中，同样如图6所示，气体端口可具有其他位置。例如，气体端口115a可位于过滤器装置130下方，但位于咖啡室120上方，所提供的气体端口115包括用于防止萃取的咖啡被吸入真空源101的布置。因此，系统100可包括屏障127，在通过过滤器装置130进行萃取之后，该屏障127可防止吸取，同时在重力的作用下，允许萃取的咖啡进入咖啡室120。
61.如图7所示，将第二体积的热水464b置于冲泡室110中，并且重复参照如图5和图6所示的过程。这样，第二体积的萃取咖啡651b可通过过滤器装置130导入并进入咖啡室120，进而与第一体积的萃取咖啡651a混合。再将组合的萃取咖啡体积751c通过咖啡出口123和第二阀141b从该系统中抽出。
62.现如图8所示，典型的冲泡室810可包括具有多个组件的过滤器装置830。在本技术的一个特定实施例中，例如，过滤器装置可包括携带一次性过滤器元件832的可重复使用的有穿孔的过滤器支架831。在本实施例的另一方面，过滤器装置830可固定但可释放地位于冲泡室810中，并可包括非一次性过滤器。例如，冲泡室810可包括上部816a，该上部816a可移除地耦合到相应的下部816b。过滤器装置830可位于上部和下部之间，并且可使用过滤器夹833固定在适当的位置，该过滤器夹833也可释放地将上部816a和下部816b耦合在一起。过滤器支撑件831、过滤器元件832和过滤器夹833可被配置为经受咖啡萃取过程中施加到系统的正或负压。过滤器元件832可由大量合适的介质中的任何一种形成，包括纸、布和/或穿孔的金属。在典型的实施例中，过滤器元件832可由孔大小约为5微米的纸形成。
63.冲泡室810还可包括具有一个或多个保持元件819的盖817，该保持元件819可使盖
固定在上部816a的中心。相应的进水导管863可被内置在盖817中。在一个实施例中，盖817可用夹具(类似于下文如图9所示的夹具)固定在合适的位置。在其他实施例中，施加到冲泡室810的真空力可在萃取过程中将盖固定在合适的位置。
64.图9示出了根据本技术的另一实施例被配置的冲泡室910。在本实施例的一个方面中，与以上描述的冲泡室910的下部816b经受真空相反，对冲泡室910的上部816a进行加压。因为上部816a被加压，上部816a与包括压力源902的压差装置905耦合。将室盖817可释放地连接到具有可拆卸盖夹918的上部816a。在特定实施例中，该系统包括压力释放装置，该压力释放装置可在冲泡过程中释放冲泡室910中的压力。因此，仅在引导后冲泡咖啡从冲泡室910进入到相关联的咖啡室的过程中，在冲泡室910中的增压可以被提供。因此，在上述萃取过程中，冲泡室910被密封以防止冲泡室910中的压力泄漏，这样会降低所施加的压力从冲泡室910中萃取冲泡咖啡的效率。在典型的过程中，上部816a被加压到高达约两个大气压的值(例如，约30psi绝对压力或15psi表压)，并且在其他实施例中，将上部816a加压到高达约十个大气压的值。在这些实施例的任一个中，压力源902可提供足够的压力，从而在上部816a和下部816b(或相关联的咖啡室)之间产生至少为60托的压差。
65.下文的表1展示了通过使用与上文参考图1和图8所述的装置基本相似的装置所获得的典型结果。在本实施例中，总共进行了三次萃取过程而产生的冲泡咖啡约为1升。在两个不同的真空度下进行该过程：第一或高真空176托(绝对压力)，第二或中等真空659托(绝对压力)。每个真空度下，使用三种不同尺寸的咖啡粉来生产咖啡。咖啡粉a对应于精细咖啡粉(比标准滴漏式咖啡粉(800μ)更精细)，咖啡粉b对应于浓缩咖啡粉(比咖啡粉a更精细)中等咖啡粉，以及咖啡粉c对应于浓缩咖啡精细咖啡粉，例如，比典型的浓缩咖啡粉更精细的咖啡粉。上述萃取方法利用具有直径为5英寸的冲泡室的系统来进行。
[0066][0067]
表1
[0068]
使用43克咖啡和1升水进行每次完整的冲泡过程，配有布过滤器。每次的第一抽取或萃取使用400毫升水，每次的第二和第三抽取或萃取使用300毫升水。冲泡过程完成后，过滤器中残留的咖啡粉的平均高度约为0.4英寸。针对咖啡粉c，使用纸而不是布过滤器来获得另一组结果。该结果包括较快的萃取过程，针对高真空，第二和第三抽取分别为各20秒，而并非分别为40秒和60秒。当使用中等真空时，萃取过程更长，包括第一抽取40秒、第二抽取70秒、第三抽取65秒。表1中的时间仅为萃取时间。开始萃取之前，相应的冲泡时间为40秒每周期。
[0069]
下表2展示了通过使用与上文参考图1和图8所述的装置基本相似的另一装置所获
得的典型结果。在本实施例中，使用纸过滤器代替布过滤器。此外，该系统包括7英寸的冲泡室，与表1中的时间相比，抽取时间减少。
[0070][0071]
表2
[0072]
进一步地，冲泡过程完成后，过滤器上残留的咖啡粉的平均高度约为0.2英寸。表2中的时间(如表1所示)仅为萃取时间。开始萃取之前，相应的冲泡时间为40秒每周期。
[0073]
上述测试中每一个都制备了一杯美味的咖啡，尤其是无苦味。为了进行比较，同样将咖啡粉a(最粗的咖啡粉)在滴漏式咖啡冲泡机中进行测试。该过程用时7分钟，咖啡粉43克，水1升，制备的咖啡明显很苦。在这些条件下，在锥形过滤器中，咖啡粉的高度约为2英寸。
[0074]
在至少一些实施例中，上文表1和表2中列出的时间变化
±
5秒是可以预料的。因此，30秒的抽取可对应于约25至约35秒的范围。在用于抽取时间的上下文时，本文中使用的术语“约”表示2秒内。通常，术语“约”表示10％内，如适用于温度、压力、流量和尺寸。
[0075]
图10是根据本技术的实施例的自动化系统1000的示意图。因此，该系统1000可包括通过信号线1046与若干个系统组件通信的控制器1040(例如，微控制器)。信号线1046可用于将感测到的信息发送到微控制器1040，和/或将指令从控制器1040提供到该系统1000组件。
[0076]
该系统1000可包括冲泡室1010，该冲泡室1010通过室阀1041b连接到咖啡室1020。咖啡粉被置于冲泡室1010中。通过过滤器(图10中未示出)、室阀1041b、流管1025，将冲泡的咖啡萃取到咖啡室1020。所得咖啡可通过咖啡出口1023从咖啡室1020移除。
[0077]
冲泡室1010从水源1061接收水，将水在锅炉1060中加热，并且可用水泵1065加压使水流入冲泡室1010。可使用流量计1066测量和/或调节通过相应的进水导管1063进入冲泡室1010的水流。该系统可包括一个或多个温度传感器，例如，被设置为测量冲泡室1010中的水温的温度传感器1067。
[0078]
压差装置1005提供真空和/或压力，以将萃取的咖啡从冲泡室1010导入咖啡室1020。压差装置1005还可通过正和/或负压产生所需的压差。一个或多个可选调节器1003和/或压差阀1041a可控制由压差装置1005对真空或压力的导入，以及控制该压差装置1005与咖啡室1020和/或冲泡室1010之间的连通。在其他实施例中，调节器1003可被移除，取而代之的是，压差装置1005可具有确定的、已知的真空/压力参数用于控制冲泡室1010和咖啡室1020之间压差。在这些实施例中的任一个中，压差装置1005可包括向咖啡室1020(如实线所示)施加真空的一个或多个组件，和/或向冲泡室1010施加压力的一个或多个组件(如虚
线所示)。例如，次级泵1004可被耦合到咖啡室1020，以提供上文如图5所示的搅拌力。在特定的实施例中，附加的调节器可被耦合到次级泵1004，以控制搅动过程中所提供的的定时和/或压力。
[0079]
下文对使用上述参考图10所示的系统1000的典型过程进行了说明。
[0080]
步骤1：对控制器1040进行编程以设定冲泡参数(例如，温度、每个冲泡/萃取周期的水量、真空/压力强度和/或开始和结束时间、搅拌开始和/或结束时间、和/或搅拌强度)。可操作的参数组合称为“程序”。
[0081]
步骤2：将干净的过滤器牢固地固定到冲泡室1010。根据实施例，该过程可包括将过滤器置于冲泡室1010中，将过滤器牢固地夹紧在位，以防止咖啡粉在冲泡过程中穿过或绕过滤器的角落，以及防止在冲泡周期中搅拌咖啡时，过滤器会过度翘曲。在典型的实施例中，将过滤器夹紧在位的过程所提供的力高于常规方法中使用的力，以承受由压差装置1005提供的较高压差。
[0082]
步骤3：将选定重量的研磨咖啡置于冲泡室1010中，将咖啡粉置于过滤器顶部。
[0083]
步骤4：启动控制器1040处的程序。若控制器1040包括触摸屏显示器，启动可包括按下“开始”按钮。在其他实施例中，开始按钮可包括物理按钮和/或另一适当的界面。
[0084]
步骤5：控制器1040将水从水源1061导入锅炉1060中，其中，将水加热到程序中指定的选定温度(或若不通过水管提供水，则可手动地将水置于锅炉中，一旦水被置于锅炉后便开始加热)。
[0085]
步骤6：水达到控制器1040中所编程的温度。在典型的实施例中，水温范围为约195
°
f至约205
°
f，可通过反馈装置(例如，pid控制器)来控制水温。在另一实施例中，水被允许煮沸，再静置预先规定的一段时间以达到所编程的温度。例如，控制器140可允许水煮沸，静置预定的一段时间，再导入水，而无需关于水温的任何特定反馈。例如，可将水煮沸，再静置30秒钟，或可通过使用感应加热器立即或几乎瞬间将水加热至编程的温度。在这些实施例的至少一些中，控制器1040可引导锅炉1060释放特定体积的热水，例如，通过阀来释放。水量可由程序设定。释放的水流入冲泡室1010，以与咖啡粉接触。释放到冲泡室1010的水的总体积可通过置于锅炉1060和冲泡室1010之间的流量计1066来调节，或阀可以具有时间致动性。若无流量计，在程序中的预定的时间段内打开水阀意味着不同的水管压力会使得分配不同体积的水。因此，尽管不同环境中的水管压力不同，但流量计1066可产生相对一致的分配的水量。在上述实施例的另一特定方面，可防止冲泡室1010内的咖啡在冲泡过程进行的同时离开冲泡室1010，并且仅在预定的冲泡时间之后才会离开冲泡室1010。换言之，咖啡不会直接穿过和流出冲泡室1010，而在典型滴漏式咖啡机中不是这样。
[0086]
步骤7：按程序中的时间量和强度，通过导入气泡的空气泵和/或另一种搅拌装置，例如，机械搅拌器来搅拌冲泡室1010中的咖啡(可选地)。
[0087]
步骤8：冲泡室1010以程序中提供的一段时间和一定水平被暴露于、被作用或经受真空和/或增压和/或其他萃取加速力，以排出冲泡室中的流体。在特定的实施例中，几乎全部的冲泡咖啡从冲泡室中排出(利用压力源、真空源，或两者)，使几乎干燥的咖啡粉留在过滤器上。例如，可将咖啡粉干燥至一定程度，即萃取过程之后，仅将最初加到咖啡粉中的水的5-10％保留在咖啡粉中。在典型的方法中，如图10所示的系统可被用于从最初1升容量的水中获得950ml的咖啡。相比之下，滴漏式过程中使用的1升水通常只可获得880-890ml的冲
泡咖啡。如上所述，更完全地将咖啡粉干燥可减少任何剩余的水继续从咖啡粉中萃取咖啡的可能性。因此，应更仔细和精确地控制萃取咖啡的过程，从而防止该过程中从咖啡粉中意外地过度萃取咖啡，从而使咖啡产生苦味。相反，干燥过程可更有效地停止咖啡的萃取过程，可使萃取过程在控制的选定时间，例如，在随后的冲泡过程开始时，重新启动。此外，增加从咖啡粉中萃取的咖啡的量可在每次萃取过程中制备更多的咖啡，和/或可减少给定萃取过程或一系列过程中所需的咖啡粉的量。在另一实施例中，将新鲜水导入冲泡室之前，冲泡的咖啡并未完全排出，而是仅部分排出。
[0088]
步骤9：在特定的实施例中，例如，包括从单块咖啡粉中多次萃取的那些实施例，步骤6-8至少重复一次，每次重复可选程序中规定的不同参数用于时间、真空力、水量和/或其他参数。根据冲泡咖啡的类型和/或所需咖啡的风味等因素，上述萃取过程中任一过程可使用也可不使用步骤7。
[0089]
步骤10：一旦萃取过程重复了适当次数后，按程序中所规定的，已排到咖啡室中的冲泡咖啡便可饮用了。根据咖啡室的设计，咖啡可通过合适装置中的任一种从咖啡室中移除。例如，可通过喷口移除咖啡，或咖啡室可为可移除的保温玻璃瓶，从而一旦完成冲泡，便可允许用户将咖啡室整体移除。该玻璃瓶可被用于将冲泡的咖啡倒入杯中。
[0090]
步骤11：一旦整个冲泡过程完成后，过滤器可与使用过的咖啡粉一同从冲泡室中移除。根据过滤器设计，过滤器可以被清洁供以后使用，或被处理。
[0091]
步骤12：随着过滤器的移除，可清洁冲泡装置。清洁可包括使用传统的清洁方法，例如，海绵和肥皂，进行手动清洁，或可包括重复上述步骤4-10，而不导入咖啡粉。将加热、搅拌过的水导入到无咖啡粉的系统中便可溶解残留的冲泡咖啡，并在移除过滤器时去除未除尽的咖啡粉。
[0092]
上述至少一些实施例的一个特征是可通过同一组咖啡粉萃取多份体积的加热水来制备单份量的冲泡咖啡。与常规方法相比，该方法的优点在于可明显减少制备一杯美味咖啡所需的咖啡粉的量。例如，与常规滴灌和/或其他咖啡制备方法相比，预计上述技术可将所需咖啡豆的量减少约30％(重量)或更多。此外，多次萃取过程可实现通过冲泡过程的水量更小、更准确地被控制，进一步改善了任何量的水和咖啡粉之间接触的均匀性。与一次长时间萃取相比，进行多次短时间萃取制备出的咖啡较为不苦，向咖啡中加入多份容量的新鲜溶剂更有可能萃取出其他风味成份，否则其将保持未被萃取的。此结果基于多种因素。例如，通常，萃取过程的后程，咖啡粉中会萃取出苦味(例如，主要是单宁)。因此，通过加入新鲜溶剂(例如水)，每次将新控制量的溶剂加入咖啡粉，便可重新启动冲泡或萃取过程。因此，对于多次萃取过程中的每一次，因为更多的总的冲泡/萃取时间被花费在冲泡过程的早期，因而不太可能萃取出苦味。通过在多次萃取中的每一次中添加新容量的水，从而开始新的相分配平衡(固体/液体)。具体而言，在每个新萃取周期开始时，新添加的水中无溶解物。对于每个新周期，相分配过程再次开始，相同的组分在设定的时间被分配到新容量的水中。因为冲泡过程开始之后，苦味通常会在固定时间点从咖啡粉释放出来，因而在达到该点之前可人为停止冲泡过程。此外，每次使用相同组的咖啡粉和新容量的水进行多次萃取过程可使所得咖啡中产生更多的有机风味组分。
[0093]
上述实施例的至少一些的另一特征是，相对较大的压力梯度可在冲泡室和咖啡室之间形成。如上所述，可通过给冲泡室加压和/或向咖啡室施加真空来形成压力梯度。大压
力梯度可实现从冲泡室中快速萃取冲泡的咖啡，因而允许更精确地控制冲泡的咖啡与咖啡粉直接接触的时间。这进而可使操作者制备出美味的咖啡，而不会因为与咖啡粉接触的时间过长而导致咖啡变苦。例如，大压力梯度可将一薄层的水快速地拉取穿过过滤器，从而使所有或大部分的咖啡粉与水接触的时间大约相同。相比之下，常规的重力萃取过程通常无法经受上述过程所述的控制水平。以常规方式冲泡咖啡难以制备较大量的咖啡，且不可能无苦味。大压力梯度对于较细的咖啡粉可能特别有用，其中，现有方法无法实现足够快速的冲泡进而防止高苦味水平，或根本无法实现冲泡，例如，由于与极细咖啡粉一起使用时过滤器发生堵塞。
[0094]
上述实施例的至少一些的另一特征是，与置于过滤器上的咖啡粉容量和/或制备的咖啡容量相比，冲泡室特别是过滤器的表面积很大。这样，咖啡粉可在过滤器上形成相对薄的咖啡层。这样进而产生更为均匀的冲泡。例如，穿过咖啡粉床的每一部分热水穿过咖啡粉，其被暴露于基本相同量的水。以这种方式制备的咖啡浓度和味道类似于滴漏式咖啡，不会出现与其他常规咖啡冲泡技术相关联的苦味，且比典型的滴漏式技术制备时间更短。该方法与咖啡粉床相对较深的常规布置不同。在这样的布置中，当开始萃取时，一些水仅穿过总深度的一部分，其他水穿过整个深度，这一问题通常与制备浓缩咖啡有关，其称为沟道作用。此外，例如，利用过滤器上相对较薄的咖啡层可提高冲泡过程的可控性和再现性，原因是全部或几乎全部的咖啡在冲泡室中经历的时间大约相同。另外，咖啡粉薄层可通过减少萃取完成后咖啡流入咖啡室时必然会穿过的障碍物来明显加速萃取过程。
[0095]
上述特征的另一优点在于，大的过滤器表面积可减少或消除萃取过程中发生堵塞的可能性。具体而言，相对大的过滤器表面积(例如，与压差装置产生的较大压差相结合)可以允许系统使用较细的咖啡粉(例如，小于约400微米)冲泡而不产生堵塞，例如，因为咖啡粉的重量固定，较大的过滤器表面积会导致较浅的咖啡粉床，因此对流过咖啡粉的水产生较小的流体阻力。通常，较细的咖啡粉在每单位萃取时间内可产生更多风味，因为在咖啡粉的重量给定的情况下，其具有较大的表面积，因此，由咖啡粉制备的有机组分可更快地被萃取到溶剂(例如，水)中，但苦味也会快速产生。因此，控制单个冲泡周期的定时可允许系统持续地、可重复地产生美味、不苦的咖啡。
[0096]
上述实施例的至少一些的另一特征是系统可包括激活装置，其向冲泡室施加真空或正压以将冲泡的咖啡导入咖啡室中。常规的虹吸装置通常依赖于咖啡室中通过冷凝和/或冷却空气和/或水蒸气而产生的少量真空，与常规的虹吸装置不同，上述布置产生的真空和/或压力明显较高，可加快将咖啡从冲泡室抽出的过程，减少或消除因冲泡的咖啡与咖啡粉接触过长时间而产生的苦味。
[0097]
图11-17展示了本公开的技术的进一步的典型实施例，其中的若干实施例包括除了或替代进一步的特征的至少一些上述特征。
[0098]
典型过程包括由操作者或通过咖啡自动分配系统将咖啡粉置于冲泡室中，并由控制器引导的水导入装置来导入水。再根据系统适用的冲泡方法(例如，滴漏式、虹吸等)来冲泡咖啡。通过适用的方法将所得到的冲泡咖啡从冲泡室转移到咖啡室(例如，在滴漏式咖啡装置中，通过重力将咖啡滴入咖啡室)。一旦咖啡的冲泡完成或基本完成，并且冲泡的咖啡从冲泡室到咖啡室的流动已完成或基本停止后，控制器再使水导入装置将第二体积的水导入冲泡室，并且使用与先前相同的一组咖啡粉重新开始一次或多次适用的冲泡过程。将来
自相同的咖啡粉的每次这样的萃取所获得的冲泡咖啡混合形成最终饮料。
[0099]
上述过程可产生一个或多个明显的实际结果。例如，通过允许一组咖啡粉进行整个冲泡过程(例如，从水的导入和后续的冲泡，到冲泡的咖啡从冲泡室流到咖啡室、从冲泡室移除全部或至少大量溶剂)，再向相同的咖啡粉中加入一定体积的新鲜水，通过导入新鲜溶剂来建立新的固液相分配平衡，改变萃取，以及如果需要的话减少苦味/涩味组分的萃取总量。使用该方法来混合由相同咖啡粉制备的多份冲泡，使用给定重量的咖啡粉来制备一定量的冲泡咖啡，其中，总溶解固体等于或大于使用基本上较大量的咖啡粉冲泡的咖啡。
[0100]
在特定的方法中(例如，利用上文如图10所示的装置的实施例来进行)，可将总计43克的研磨咖啡分别与四份250毫升的水混合，来制备冲泡咖啡，该咖啡溶解固体量为1300ppm，其与使用标准滴漏式方法将55-60克研磨咖啡与1升水混合一致。总溶解固体(tds)是指从咖啡粉中萃取到水溶剂的化学组分总含量的测量值。更高的tds测量值表明溶入水中的更大程度的化学组分的萃取。此类化学组分通常包括影响咖啡独特风味的两种组分以及引起苦味/涩味的组分。虽然使用标准滴漏式方法通过各种增加萃取的技术(包括长时间萃取或使用增温的水来冲泡)增加用43克研磨咖啡所冲泡的咖啡的总溶解固体，以得到通常与冲泡55-60克研磨咖啡相关联的总溶解固体是可以实现的，但此类技术通常与苦味剧烈增加相关联。若适当地控制咖啡冲泡过程中的其他变量，例如，萃取时间、研磨尺寸、温度和搅拌度，则建立多个固液相分配平衡的本方法的实施例增加了由给定组咖啡粉所萃取的咖啡的总溶解固体，同时，可将因萃取组分引起的所冲泡咖啡中的苦味控制在市场可接受的范围内，而不会因过度萃取苦味组分(换言之，客户不会觉得咖啡太苦)。本方法具有十分重要的商业意义，可使用明显较少的研磨咖啡(以重量计)来冲泡咖啡(例如，上文的示例中，使用250ml的四次萃取来冲泡1升咖啡，可少使用20-40％的研磨咖啡)，同时可保留整体风味并控制苦味。
[0101]
图11展示了具有冲泡室1110的系统1100，该系统1100包括装有纸质过滤器1112的盛放咖啡粉1150的咖啡粉篓1111。水可通过水泵1164提供，该水泵1164将水从锅炉1160输送到喷头1165。该喷头1165将水分洒在咖啡粉1150上。相应的咖啡室1120包括玻璃瓶1126或其他接收并容纳冲泡咖啡1151的盛放容器。该系统可包括控制器1140，该控制器引导泵1164将一体积的水从锅炉1160驱动到喷头1165，再到达咖啡粉篓1111。接着，控制器1140等待预编程、预计好时间段(例如，根据咖啡粉的重量)，之后，通过将水滴落穿过所述咖啡粉篓1111并进入玻璃瓶1126中，水基本上完成冲泡。然后控制器1140可将新体积的水导入研磨篓1111中，通过使用先前冲泡的、未替换的咖啡粉1150，并将上述步骤重复一次或多次。本步骤允许使用新体积的溶剂来重复萃取过程。接着，将冲泡的咖啡的多次体积混合在玻璃瓶1126中，然后操作者可将该玻璃瓶1126倒空，冲泡的咖啡可供饮用。
[0102]
上述设计不同于常规的脉冲冲泡滴漏式系统或预浸泡(pre-infusion)系统，其是可被用于增加冲泡咖啡的总溶解固体的其他方法。例如，在上述实施例中，将控制器编程，以特定地等待直到水基本上冲泡完毕，而在脉冲冲泡滴漏式系统中，在冲泡咖啡的同时，将水以重复的周期逐渐导入冲泡室，而在滴漏式或浓缩咖啡预浸泡系统中，在将大部分水导入冲泡过程之前，将体积水加入研磨咖啡中用水使咖啡粉饱和。预期的效果也不同。脉冲冲泡和预浸泡被设计为用水使咖啡粉饱和，以便其可以更易吸收额外的水，和/或增加水和研磨咖啡之间的接触时间，而上述实施例希望通过在重新将水导入咖啡粉之前基本完成冲泡
过程，尽可能多地从咖啡粉中移出冲泡的咖啡。换言之，预浸泡和脉冲冲泡方法在冲泡过程中导入额外的水，以确保咖啡粉不断地通过水来饱和，而上述实施例仅当咖啡粉基本完成冲泡过程后将水导入咖啡粉中，由此在重新导入水之前，在冲泡周期过程中等待直到此咖啡粉的水分含量基本达到最小。
[0103]
为了便于冲泡时间可适于上述实施例中的多次萃取，而不会具有过度的苦味，操作者可使用比通常市场规定量少20-40％的咖啡粉(以重量计)，通过给定直径的咖啡粉篓来冲泡咖啡。通过使用更少的咖啡粉，被分配到咖啡粉篓中的水会基本上更快地完成冲泡，原因是较少量的咖啡粉对水滴穿形成较小的障碍，从而减少了每份冲泡的咖啡体积的苦味。虽然减少的冲泡时间会导致转化为较淡的饮料，但上述设计对相同的咖啡粉进行重复萃取，每次具有减少的时间，可增加风味的萃取。
[0104]
图12展示了虹吸式咖啡系统1200的典型示例，其包括形成系统的上室或项室的冲泡室1210。将咖啡粉1250置于过滤器1212的顶部，该过滤器1212位于冲泡室1210和中间冲泡咖啡存储室1220之间，该中间冲泡咖啡存储室1220形成下室或底室。对相应的控制器1240用指令进行编程，该指令可以：
[0105]
(a)使可用作水导入装置的水泵1264将一体积水从锅炉1260导入下室1220中，
[0106]
(b)再引导作用于下室1220上的加热元件1262的激活，使水由于下室1220中的水蒸汽压力积聚而穿过冲泡管1214向上流到上室1210中，水蒸汽压力积聚是由于其中的水的加热而形成，
[0107]
(c)再等待一段预定时间，使咖啡在上室1210中充分地冲泡，
[0108]
(d)再引导加热元件1262冷却(例如，关闭加热元件)，使下室1220中的水蒸气冷凝，形成真空，可使冲泡的咖啡从上室1210通过冲泡管1214落入下室1220，
[0109]
(e)再通过致动阀1291使落下的冲泡咖啡1251从下室1220释放，进入咖啡室1290，阀1291可形成流动路径，将冲泡的咖啡从下室1220移到咖啡室1290，
[0110]
(f)再将第二体积的水导入下室1220中，和
[0111]
(g)重复步骤(b)-(e)一次或多次，从而允许使用一体积新鲜溶剂来重复冲泡和萃取过程。
[0112]
接着，将多份体积的冲泡咖啡在咖啡室1290中混合，然后操作者可将该咖啡室1290倒空，则冲泡的咖啡可供饮用。在一些实施例中，在重复步骤(b)-(e)时，使用相同体积的溶剂，而不是向咖啡粉中加入新鲜溶剂。
[0113]
如上文所述，图11和12展示了无需包括萃取加速装置的多次萃取咖啡冲泡机。如上文所述的图1-10以及如下文所述的图13a-17展示了典型的加速萃取装置，其可与上述和/或下述的多次萃取过程中的一个或多个一同使用。例如，图13a所示的典型系统1300包括(a)冲泡室1310、(b)咖啡室1320(例如，容量等于或大于200ml)、(c)加速萃取装置1399、(d)水导入装置1360、和(e)控制器1340，该控制器1340被配置为通过在至少一次萃取中使用加速萃取装置，将给定的一组咖啡粉进行多于一次的萃取。
[0114]
因此，冲泡室1310可具有用于接收咖啡粉的空腔，以及用于防止咖啡粉进入咖啡室的布置。该布置包括过滤器，例如，纸、布或金属过滤器，如上参考图1所述。用于防止咖啡粉进入咖啡室的另一种布置是需使用泵进行萃取的流体路径。在冲泡后并且激活泵之前，将咖啡粉从冲泡的咖啡中分离出来，例如，将咖啡粉压实，仅允许未由分离的咖啡粉所吸收
的冲泡咖啡被随后泵入冲泡室(换言之，冲泡的咖啡从咖啡粉中分离，例如，通过压实，压实后仅将冲泡的咖啡泵入咖啡室)。因此，该系统可包括柱塞(例如，通常与法式压滤壶一同使用的柱塞)，以便进行压实过程，如下图14和15所示。在另一实施例中，该过程可通过离心机进行，其至少在一些实施例中免除了使用物理过滤器的需要，如下文参考图17所述。在这些实施例的任一个中，冲泡室能够通过水导入装置接受用于冲泡咖啡的水。咖啡室在冲泡后接收冲泡咖啡，并且在至少一些实施例中，冲泡的咖啡在从冲泡室转移到咖啡室或从装置移除以供饮用之前被进一步处理。在其他实施例中，冲泡的咖啡被直接提供给咖啡室和/或其他合适的以供饮用的装置。
[0115]
在本文所述的几个实施例中，冲泡室或咖啡室、或沿着冲泡咖啡流动路径的任一处的任何中间室被耦合到加速萃取装置。该加速萃取装置可使冲泡的咖啡从冲泡室流到咖啡室，速率高于加速萃取装置激活之前系统的流动速率(可为零)。该加速萃取装置可包括，例如，压力源(正或负)如柱塞、泵、真空活塞或离心机，其作用于冲泡室中的冲泡咖啡和咖啡粉的混合物，并可用于萃取咖啡。例如，可迫使冲泡的咖啡穿过过滤器/多孔材料或压实的咖啡粉。该压实的咖啡粉可允许浓缩咖啡般的大孔过滤器的使用。通过激活包括压力源的加速萃取装置，冲泡的咖啡被迫使穿过过滤器，而非通过重力作用简单地滴落穿过过滤器，因而可加速萃取。
[0116]
在另一实施例中，在冲泡的咖啡己从咖啡粉分离后(例如，通过压实)，加速萃取装置可从冲泡室中快速移除冲泡咖啡。可通过将分离的冲泡咖啡泵出并移入咖啡室中来实现加速移除，或可替代地，将冲泡的咖啡泵送到次级过滤容器中，由此可对冲泡的咖啡进行二次过滤操作。若初始分离之后、进入咖啡室之前，冲泡的咖啡中仍存在一些咖啡粉，则可进行二次过滤操作。如这种情况所表明的，冲泡的咖啡可以在进入咖啡室之前行进通过一个或多个另外附加的隔室来过滤冲泡的咖啡以其它方式处理冲泡的咖啡。
[0117]
在另一实施例中，加速萃取装置可利用其他技术，从给定的一组咖啡粉中分离出固定体积的冲泡咖啡，并以一种流动速率高于激活加速萃取装置之前的分离速率的方式将冲泡的咖啡导入咖啡室。
[0118]
该系统1300包括控制器1340，该控制器被配置为可从固定的一组咖啡粉中萃取多份体积的冲泡咖啡。该控制器1340可为机械或电动式的；例如，控制器可以是微控制器，以电子地引导水导入装置和加速萃取装置的动作。典型的控制器可被配置为按以下顺序执行至少以下步骤：
[0119]
方法a：
[0120]
(1)将热水与咖啡粉混合在一起，使得水将冲泡咖啡达三秒以上的时间，例如，使水导入装置将水导入冲泡室(冲泡室中已放有咖啡粉)，或使咖啡粉分配器将咖啡粉分配到冲泡室中(冲泡室中已放有热水)，
[0121]
(2)使加速萃取装置加速冲泡咖啡的至少一部分(但不一定全部)从冲泡室萃取到咖啡室，和
[0122]
(3)使水导入装置将额外的水导入冲泡室中，通过使用来自步骤1的相同的咖啡粉进行冲泡，之后在供饮用之前与步骤2中冲泡的咖啡混合。
[0123]
方法b：
[0124]
(1)使水导入装置将水导入冲泡室中，水将在该冲泡室中冲泡咖啡，
[0125]
(2)通过采用一种不使用加速萃取装置的方法，使全部或一部分水进入咖啡室，
[0126]
(3)使水导入装置向冲泡室导入额外的水，和
[0127]
(4)使加速萃取装置将冲泡室中的至少一部分(但不一定全部)额外的冲泡咖啡从冲泡室萃取到咖啡室，在供给饮用前与步骤2中冲泡的咖啡混合。
[0128]
因此，初始量的水可滴落(或以其他方式通过)穿过一组咖啡粉，并且额外的水可以是被快速地萃取的。因此，加速萃取装置可使本来具有非零流速的咖啡的流动加速。为了达到某种咖啡冲泡特性，人们期望在低体积水的条件下进行简单的滴漏式萃取之后，再进行一次或多次加速萃取。在该布置中，加速萃取装置无需为实现多次萃取而多次作用于水/咖啡粉上。在该布置的另一实施例中，可颠倒这些步骤，例如，利用初始体积的水制备的咖啡以加速方式被萃取，额外体积的水被允许通过重力或通过其他力来萃取。
[0129]
所公开的系统不限于传统咖啡冲泡装置的几何形状。相反，在不同的实施例中，冲泡室、咖啡室和加速萃取装置可具有相对彼此而言各种合适的结构/取向。此外，该系统中可设有一个或多个附加的冲泡元件和/或冲泡室，以便进行咖啡冲泡过程。例如，冲泡室可包括搅拌装置，如以上参考图2和图6所述。
[0130]
图13b和13c分别是上述咖啡冲泡方法a和b的示意图：实线表示特定实施例所需的步骤，虚线表示可进行多次的可选的步骤。对于方法a，在步骤3之后，至少进行一次步骤3a或步骤2。对于方法b，至少进行一次步骤3a。
[0131]
上述和下述过程的实施例在多种方法的一个或多个上与浓缩咖啡萃取方法不同。例如，咖啡室的尺寸可以是至少200ml。在另一实例中，所公开的方法包括冲泡咖啡，而非允许持续的水流通过咖啡。在另一实例中，所公开的过程可通过使用明显低于通常被用于冲泡浓缩咖啡的9-10巴的正压或可不使用正压来实现。在连续流流过咖啡粉的实施例中，流是间歇的，可产生多次萃取，进而产生多个不同的固液相分配平衡。
[0132]
图14展示了具有可允许多次加速萃取的改良法式压壶布置的系统1400。冲泡室1410可盛放咖啡粉1450。对应的控制器1440可被配置为：
[0133]
(1)通过水导入装置1464(例如，水引导泵)使得水被导入咖啡粉，从锅炉1460中吸水，
[0134]
(2)然后允许咖啡在冲泡室1410中冲泡，直到咖啡粉1450在水中暴露足够的时间，以达到所需的冲泡特性。冲泡时间会影响冲泡咖啡的特性，包括强度、苦味和风味情况，
[0135]
(3)接着，该段时间结束后，通过活塞1490(例如，以电控制方式)引导法式压滤网1412落入冲泡室1410中，法式压滤网1412和活塞1490的组合可用作加速萃取装置。从而冲泡的咖啡可从咖啡粉中分离(如图15所示)，
[0136]
(4)再使冲泡咖啡萃取泵1401将现在从咖啡粉1450分离出的冲泡咖啡泵入咖啡室1420；
[0137]
(5)再通过活塞1490使法式压滤网1412升高，接着将第二体积的水导入冲泡室1410中，于先前冲泡、未替换的咖啡粉1450上，可选地，用可选的搅拌装置(见图6)来搅拌咖啡粉，以便更均匀地将咖啡粉分布在新体积的水中，以及
[0138]
(6)重复步骤1-4一次或多次，以便使用一体积的新鲜溶剂(水)来重复萃取过程，再在咖啡室1420中将多份体积的冲泡咖啡混合，接着操作者可将咖啡倒出，则冲泡的咖啡可供饮用。
[0139]
在另一实施例中，可将冲泡咖啡萃取泵1401和水泵1464的功能组合到单个泵中，该泵在控制器1440的控制下可通过一个或多个阀选择性地耦合到锅炉1460或冲泡室1410。
[0140]
图16展示了根据另一实施例被配置的系统1600，其中，冲泡的咖啡被限制进入咖啡室1620，直到阀由相应的控制器1640激活。典型的冲泡室1610可具有用作冲泡室的咖啡粉篓配置，并可盛放咖啡粉1650，同时水通过水泵1664或重力或另一压力源滴落在咖啡粉上。水可从锅炉1660输送到喷头1665，以便进行输送。咖啡室1620可包括玻璃瓶或其他接收并容纳冲泡咖啡1651的盛放容器。控制器1640可以：
[0141]
(1)引导用作水导入装置的泵1664，将一体积的水从锅炉1660导入冲泡室1610中，
[0142]
(2)再等待预先指定的、预先计算的时间(例如，对于给定重量的咖啡粉)后，咖啡已充分冲泡好，而冲泡室1610和咖啡室1620之间无需任何连通，再致动咖啡流径阀1641，打开冲泡室1610和咖啡室1620之间的流径，
[0143]
(3)再等待预先指定的、预先计算的时间(例如，对于给定重量的咖啡粉)后，通过水滴入咖啡室1620，水基本上完成冲泡，
[0144]
(4)再关闭咖啡流径阀1641以关闭从咖啡篓(冲泡室1610)到玻璃瓶(咖啡室1620)的流径，
[0145]
(5)再将第二体积的水导入冲泡室1610中，以允许使用一体积的新鲜溶剂(例如，水)来重复萃取过程。
[0146]
在上述实施例中，阀1641用作加速萃取装置。将阀1641致动(打开)之前，冲泡的咖啡1651与冲泡室1610中的咖啡粉1650液体连通。当阀1641被打开时，压差(由冲泡室1610中冲泡咖啡1651的液压头产生)迫使冲泡的咖啡进入咖啡室1620。
[0147]
图17展示了被设计为允许多次加速萃取的离心系统1700的典型示例。冲泡室1710包括盛放咖啡粉1750的离心机1711。对应的控制器1740被配置为：
[0148]
(1)通过水导入泵1764将水导入咖啡粉1750，该水导入泵用作水导入装置，从锅炉1760中吸水，
[0149]
(2)然后允许咖啡在离心机1711中冲泡，直到咖啡粉1750在水中暴露足够的时间，以达到所需的冲泡风味特性，
[0150]
(3)然后，一旦该段时间过去，引导离心机1711以足够的速率旋转，以使得冲泡的咖啡粉1750沿冲泡室1710(如虚线所示)的侧面压实，将冲泡的咖啡1751与压实的咖啡粉1750a分离，
[0151]
(4)再使冲泡咖啡萃取泵1701将现在从咖啡粉1450a分离出的冲泡咖啡1751泵入咖啡室1720，收集在咖啡室中，
[0152]
(5)再接着将第二体积的水导入离心机1711中，与先前冲泡的、未替换的咖啡粉1750混合，并且可选地，用可选的搅拌装置(未示出)来搅拌咖啡粉，以便更均匀地将咖啡粉分布在新体积的水中/在冲泡周期中进行搅拌，以及
[0153]
(6)重复步骤1-4一次或多次，以便允许用一体积的新鲜溶剂来重复萃取过程，再接下来在咖啡室1720中将多份体积的冲泡咖啡混合，接着操作者可将咖啡倒出，则冲泡的咖啡可供饮用。
[0154]
3.0具有可移除的冲泡室的典型系统
[0155]
图18-29c展示了根据本技术的若干实施例被配置的包括可移除的冲泡室的咖啡
冲泡系统。该系统可被用于通过单次和/或多次萃取过程来制备咖啡。通常，该系统包括提供压差的真空源，该压差可被用于将咖啡从冲泡室导入咖啡室中。因此，该系统可包括沿流径的可释放连接，其连接并包括冲泡室和咖啡室。在特定的实施例中，该可释放连接还包括可释放的真空密封件。在其他实施例中，如下文所述，压差装置可包括压力源。
[0156]
图18是典型的系统1800的局部示意图，该典型的系统1800包括通过咖啡出口耦合件1812可释放地耦合到冲泡室1810的咖啡室1820。该系统可被配置为用于单次和/或多次萃取过程。冲泡室1810承载过滤器装置1830，该过滤器装置1830可通过密封元件1833(例如，o型圈、垫圈或其他合适的元件)被密封在冲泡室1810内。该冲泡室1810可释放地被耦合到咖啡室1820，例如，通过咖啡出口导管1811(由冲泡室1810承载和/或附接到冲泡室1810)和咖啡入口导管1823(由咖啡室1820承载和/或附接到咖啡室1820)。在其他实施例中，该系统1800包括其他布置，其可在冲泡室1810和咖啡室1820之间提供可释放和可重新附接的流体连通链路。在特定的实施例中，如箭头a所示，冲泡室1810通过仅沿单一基本水平的轴作单一基本水平的移动而被耦合和/或附接，并且如箭头d所示，通过在反方向上作单一、基本水平的移动进行解耦和/或分离。在其他实施例中，移动可包括仅沿单轴进行多个步骤，例如棘轮式移动。本文中的“基本水平”是指水平
±
20
°
内的取向。在特定实施例中，取向范围可在水平
±
10
°
、
±5°
或
±1°
之内。相同范围适用于沿其他轴(例如垂直轴)作单轴移动，如下图29b、29c所示。在这些实施例中的任一个中，耦合件1812可包括o形环1813或任何其他合适的压力密封、可释放的连接器元件。在其他实施例中(如下图29a-29c所示)，可沿其他轴作耦合/解耦移动。通常，连接可包括快速断开连接的功能，便于实现耦合和解耦冲泡室1810的快速且简单的过程。其不同于现有布置，现有布置需要至少局部解构或拆卸过程，以移除冲泡室。
[0157]
在特定的实施例中，系统1800还可包括锁定机构1870，如图18示意性地示出的闩锁，以便其被附接于冲泡室1810时可释放地将冲泡室1810固定在位。该锁定机构1870可被脱开和/或解锁，从而可移除冲泡室1810。在特定实施例中，例如，通过向上旋转闩锁机制，可手动地脱开锁定机构1870，如图18中虚线所示。因此，解锁冲泡室1810所需的移动不同于脱开冲泡室1810所需的移动(移动方向也不同)。在其他实施例中，解锁移动可沿与脱开移动相同的轴进行(例如，推动解锁和拉动脱开)。在另一实施例中，锁定机构1870可自动地锁定和解锁。例如，锁定机构1870可包括致动器，该致动器可在冲泡室1810内的咖啡水平低于阈值水平时自动脱开锁定机构1870，例如，指示冲泡咖啡和引导咖啡进入咖啡室1820的过程已完成。锁定机构的优点在于，冲泡室1810中仍有大量咖啡时，可防止用户无意地移除冲泡室1810。
[0158]
在特定实施例中，除了或代替自动化锁定机构1870之外，该系统1800的其他方面也可被自动化。例如，系统1800可以包括自动附接和分离冲泡室1810的自动化驱动器1890。在本实施例的特定方面，自动化驱动器1890可包括导螺杆1891，该导螺杆1891驱动冲泡室与咖啡入口导管1823的端部的耦合件啮合，如箭头a所示，以及与咖啡入口导管1823脱离啮合，如箭头d所示。一个或多个导轨或其他引导元件可引导冲泡室1810的移动并防止其在由导螺杆1891施加的扭矩下旋转。
[0159]
该系统1800可包括锅炉或水加热器1860，其可加热水并通过进水导管1863将热水导入冲泡室1810中。在典型的实施例中，冲泡室1810包括搅拌器(图18中未示出)，可在冲泡
咖啡的同时进行搅拌。搅拌器可包括上述任何布置。搅拌器的优点在于，可通过在加水的过程中更均匀地使咖啡粉分散，来制备更均匀、更充分冲泡的咖啡，而无需使用将热水导入冲泡室1810的更复杂喷头型装置。移除喷头装置还可减少冲泡过程中的热损失。可选地，系统1800可包括与冲泡室1810共设的加热器(例如，红外灯、硅橡胶加热器和/或感应加热器)，以便在冲泡过程中给冲泡室1810中的内容物保温。
[0160]
如上所述，咖啡室1820可释放地被耦合到冲泡室1810，例如，通过与咖啡入口导管1823可释放的连接。咖啡入口导管1823可具有倒u形设计，如图18所示，以便有效地将咖啡输送到咖啡室1820中。咖啡室1820可包括外壁1822和内壁1821，并且通过真空出口导管1824被耦合到压差装置1805，例如，真空源1801。真空阀1841a控制真空源1801和咖啡室1820之间的流体连通。当打开真空阀1841a时，施加到咖啡室1820的真空通过咖啡出口导管1811和咖啡入口导管1823将咖啡从冲泡室1810吸入咖啡室1820。当关闭真空阀1841a时(例如，冲泡室1810中的咖啡己全部或基本全部导入咖啡室1820之后)，可通过打开释放阀1841b而移除咖啡室1820中的咖啡，从而便于将咖啡引导穿过释放阀入口1825和释放阀出口1826，进入合适的玻璃瓶或其他容器中。本文中被应用于从冲泡室中移除的咖啡的量的术语“基本全部”是指已无咖啡从冲泡室流出，或咖啡流已减少到滴漏的程度(与液流不同)。
[0161]
图19示出了特定的布置，其中，咖啡室1820包括位于壳体1839内的倒置容器1829。容器1829可通过接口1827可释放地连接到壳体1839。在特定实施例中，接口1827包括容器1829的端部和壳体1839的相应螺纹基座1828之间的螺纹连接。由此，容器1829可易于被移除，例如，用于清洁和/或饮用。
[0162]
图20-23示出了根据本技术特定实施例的冲泡室1810的进一步特征。从图20开始，冲泡室1810可具有局部圆锥形的形状，并且可包括手柄1814，其易于冲泡室1810来回移动进行附接(如箭头a所示)和分离(如箭头d所示)。手柄1814可由绝缘材料形成，或可包括绝缘材料，以便在冲泡室1810很热时可更舒适地抓握。合适的材料包括塑料、橡胶和硅胶。冲泡室1810本身可由不锈钢或其他合适的食品级材料形成。冲泡室1810可为敞口的，或可设有盖。若设有盖，可特意地不密封，或可包括可释放的密封件(例如，可打开的孔口)，以允许真空源1801(图18)抽出冲泡的咖啡。
[0163]
在另一实施例中，盖可保持密封，以便向冲泡室1810加压(例如，以大体上类似于以上参考图8和9描述的方式)。因此，参考上图18所描述的真空源1801可由直接被耦合到冲泡室1810、而非咖啡室1820的压力源代替。
[0164]
冲泡室1810内的过滤器装置1830可包括通过o形环1833可释放地密封到冲泡室1810的侧面的过滤器平台或支撑件1831。该过滤器平台1831可以可释放地支撑和/或承载过滤器元件1832。该过滤器平台1831可由不锈钢、聚四氟乙烯(ptfe)和/或其他合适的食品级材料形成。该过滤器元件1832可包括可被配置为用于单次或多次使用的纸、金属、塑料、布、玻璃和/或其他合适的材料。在这些实施例的任一个中，根据特定实施例，在冲泡室1810被耦合到咖啡室1820之前或之后的操作期间，将咖啡粉1850置于过滤器元件1832上或过滤器元件1832中。导入冲泡室1810的热水形成冲泡的咖啡1864。一旦冲泡过程完成，通过真空源1801(图18)施加的真空引导冲泡的咖啡1864向下穿过过滤器装置1830、横向穿过咖啡出口导管1811、并向上朝向咖啡出口端1815，如箭头c所示。
[0165]
图21是典型的冲泡室2100的侧视图，其具有参考上图20所讨论的基本相似的结构。该冲泡室2100包括位于相应咖啡出口端2115对面的把手2114。该咖啡出口端2115通过咖啡出口导管2111从冲泡室2100接收冲泡咖啡。将冲泡室2100从咖啡冲泡系统移除时，例如，需在冲泡室2100内填充咖啡粉时，位于冲泡室2100基座处的底座、脚部或其他支撑元件2116允许冲泡室2100以一种稳定的结构被置于任何平面上的(虽设有咖啡出口导管2111)。相对于现有的冲泡室，该咖啡出口导管2111的低位取向(例如，在冲泡室2100下方水平地运作)具有优点。具体而言，一些现有的冲泡室，例如，通常用于虹吸式冲泡装置的那些，包括用于将其中的咖啡移出的、长而向下延伸的管。像这样，若无高架的辅助，咖啡室无法被置于平坦的表面上。此类布置会带来很多不便，因为(a)需附加的设备(支架)，和/或(b)较易翻倒(由于支架具有高度)。
[0166]
图22展示了处于倒置位置的冲泡室2100，进一步展示了咖啡出口导管2111和咖啡出口端2115。
[0167]
图23是咖啡出口端2115的放大图。在特定实施例中，冲泡室2100可包括一个或多个对准构造2117(例如，孔)，可与冲泡室2100被连接到的冲泡系统的一部分上所承载的对应的对准构造(例如，突起)相匹配。耦合件2170在冲泡室2100和咖啡入口导管1823之间提供流体密封的(例如，空气密闭)、可释放的连接(图18)。在特定的实施例中，耦合件2170包括承载o形环2172的耦合体2171，该耦合体2171与咖啡出口端2115密封地匹配。该耦合体2171还进一步包括用于连接到咖啡入口导管1823(图18)的连接器2173。在另一实施例中，冲泡室2011可包括一个或多个突起，该突起与冲泡室2100被连接到的冲泡系统的一部分上所承载的对应的对准孔相匹配。
[0168]
图24展示了典型的过滤器平台2431，该过滤器平台支撑相应的过滤器元件，其进而支撑上述冲泡室2100内的咖啡。该过滤器平台2431可包括允许冲泡的咖啡流过的开口2432。在特定实施例中，开口可足够大，以允许冲泡的咖啡可以合适的速率通过，但不可太大，以防止过滤器元件(例如，纸过滤器元件)在由真空源1801施加的力(图18)的情况下裂开。载典型的实施例中，开口2432的直径约0.125英寸。
[0169]
图25是过滤器平台2431的从下往上看的放大图。该过滤器平台2431包括上部2434a、下部2434b，以及上部和下部2434a、2434b之间的密封元件2433(例如，o形环)。上部和下部可支撑o形环2433，以一种允许其抵靠冲泡室1810的侧壁密封的取向。下部2434b可包括压铆螺母柱2435，其可使开口2432的出口偏离过滤器平台2431所安装到的冲泡室1810的基座。从而冲泡的咖啡可易于穿过开口2432进入下部2434b下方的间隙，再到咖啡出口导管2111(图21)。该压铆螺母柱2435可以改变大小并且被放置以防止或至少限制过滤器平台2431在真空源1801(图18)提供的力的作用下向下弯曲。
[0170]
图26是典型的冲泡室2110的剖视图，其中过滤器平台2431被设于冲泡室2110中。如图26所示，o形环2433抵靠在面朝内的冲泡室壁2612上密封，并且压铆螺母柱2435使下部2434b面朝下的表面被置于远离冲泡室的底部2613。
[0171]
在特定的实施例中，可将基本圆锥形的平底纸或金属过滤器置于上部2434a的顶部用于支撑。在另一实施例中，过滤器平台2431可支撑扁平过滤器元件。例如，图27展示了位于过滤器平台2431上表面上的扁平、金属(例如，不锈钢)网状过滤器元件2732，并且使用一个或多个保持元件2733固定在位。在图27中所示的实施例中，保持元件2733是环形结构，
与过滤器平台2431中的槽型凹槽接合并可旋转锁定，并将过滤器元件2732密封以便使过滤器元件2732固定在位。
[0172]
在图25和26所示的实施例中，压铆螺母柱2435从过滤器平台2431的底部突出，以便使过滤器平台2431偏离冲泡室2110的基座。在其他实施例中，冲泡室2110本身可包括允许冲泡的咖啡从冲泡室穿过进入咖啡出口导管2111(图21)的构造。例如，图28a-28d示意性地展示了相应的冲泡室2810的基座(如从上往下看)以及相应的压痕图案2836a-2836d。压痕图案可通过加工、研磨、冲压、铸造、模制和/或以其他方式形成到冲泡室的底板2813中，并且可引导从冲泡室流出的冲泡咖啡进入咖啡出口导管2111的入口，从而无需使用过滤器平台2431。
[0173]
在参考图20描述的特定的实施例中，咖啡出口端1815被定位于朝向相应的冲泡室1810顶部。在另一实施例中，如图29a所示，典型的冲泡室2910a可包括朝向冲泡室2910a的底部放置的咖啡出口端2915a。相应的耦合件2970可在冲泡室2910a和咖啡冲泡系统其余部分之间提供可释放的连接，并且可包括o形环2972和多个对准构造，如所示为第一对准构造2917a和第二对准构造2917b。在特定实施例中，第一对准构造2917a可包括突片、突起或销(例如，锥形销)，第二对准构造2917b可包括相应的孔，用于接收突片、突起或销，以便在附接(如箭头a所示)和分离(如箭头d所示)时引导冲泡室2910a的移动。
[0174]
在其他实施例中，冲泡室可通过在除了基本水平以外的方向上移动来进行附接。例如，现如图29b所示，典型的冲泡室2910b包括面朝上的咖啡出口端2915b。因此，冲泡室2910b可向上移动进行附接(如箭头a所示)，以及向下移动进行分离(如箭头d所示)，例如，通过仅沿基本垂直的轴移动。在此类实施例中，冲泡室2910b可进一步被固定到整个系统，例如，通过将冲泡室2910c所承载的水平凸缘旋转到冲泡室2910b被附接到的结构所承载的水平凹槽中。因此，在附接完成后，冲泡室2910b不会从系统1800的剩余部分向下坠落。
[0175]
在图29c所示的另一实施例中，典型的冲泡室2910c可以包括面朝下的咖啡出口端2915c，其可通过向下移动冲泡室2910c(如箭头a所示)而接合，并可通过向上移动冲泡室而脱开(如箭头d所示)，例如，仅沿基本垂直的轴移动。
[0176]
图30是咖啡冲泡系统3000的局部示意图。该系统3000可包括两个咖啡室3020，每个咖啡室通过相应的咖啡入口导管3023，从壳体3001内的相应冲泡室接收咖啡。在特定实施例中，系统3000可包括两个对应的咖啡缸3030，每个咖啡缸3030可从咖啡室3020的相应一个接收咖啡。通常，其他系统构造可隐藏在壳体3001内，与上文所述的(包括，例如，包括可移除或不可移除的冲泡室、控制器、搅拌装置、加速萃取装置等)相似。
[0177]
具有朝向冲泡室顶部的咖啡出口端的冲泡室的一个优点在于，若在倒出咖啡之前无意中移除了冲泡室，可大大降低冲泡咖啡从冲泡室溢出的可能性。因此，若冲泡室包括朝向冲泡室底部的咖啡出口端，如上图29a和29c所示，则冲泡室可包括通常关闭的阀，其仅在冲泡室成功被附接或啮合时打开。
[0178]
在上述实施例中的任一个中，冲泡室可包括冲泡室和冲泡系统其余部分之间的快速释放、流体密封的连接。该构造的一个优点在于，可允许冲泡室快速并且方便地分离，以便移除消耗的咖啡粉，再快速且轻松地重新被附接，具有装载的新鲜的咖啡粉。另一优点在于其允许方便地移除冲泡室以便定期清洗。
[0179]
上述实施例中至少一些的另一优点在于，可保持全部体积的热冲泡水与咖啡粉接
触时间明显比滴漏式冲泡机可能的接触时间更长，滴漏式冲泡机在整个冲泡过程中将不同浓度的咖啡萃取到咖啡盛放容器中，例如，玻璃瓶。该构造可单独使用或与搅拌冲泡室中的咖啡和咖啡粉相结合，以增加萃取的均匀性，其是商业上所期望的。此外，一旦达到所需的萃取点后，真空力可快速地从冲泡室中移除全部体积的冲泡咖啡。因此，本实施例比滴漏式冲泡机具有更高级别的特异性，使操作者可控制冲泡时间，同时还可确保咖啡粉在长时间内不会暴露于不同的水位从而导致萃取不均匀。
[0180]
如上所述可理解到，为了说明的目的，本文已对本技术的具体实施例进行了描述，但在不偏离本技术的情况下可进行各种修改。例如，参考以上描述的图9所示的加压冲泡室可被应用于上述实施例中的任一个。典型的一升咖啡机可以具有直径约为5英寸的过滤器，并且典型的两升咖啡机可具有直径约为7英寸的过滤器。在其他实施例中，过滤器直径可具有其他合适的值，例如，根据咖啡的体积，可制造适于多次加速萃取的相对较浅的粉床。例如，对于4-6升的容量，过滤器直径可为12英寸，或对于单杯，直径可为1.5-2英寸。过滤器的其他合适直径范围为3英寸到17英寸。在特定实施例中，冲泡室和/或咖啡室的容量范围可约为1升或更低(例如，约200ml，其远大于标准浓缩咖啡机)至约12升。在某些实施例中，冲泡室和/或咖啡室可为圆锥形或局部圆锥形的形状，并且在其他实施例中，可具有其它形状(例如，大体上圆柱形的形状)。在特定实施例中，使用压力源或真空源可在系统的冲泡室和咖啡室之间产生至少60托的压差。在其他实施例中，可同时激活压力源和真空源以产生所需的压差。上述第一和第二阶段可重复一次(相当于第三和第四阶段)、两次(相当于第五和第六阶段)或多于两次。
[0181]
在特定的实施例中，操作者(或自动化控制器)可将初始体积的水添加到咖啡粉中，再快速萃取并丢弃，随后在已浸润的咖啡粉上进行多次随后的萃取，并将随后的两次或多次萃取物混合。因此，仅将萃取物中的一些混合，并且对于第一混合萃取物而言，咖啡粉不一定干燥。例如，人们可能期望在进行/混合将饮用的萃取物之前将咖啡因去除的过程。具体而言，通常咖啡因首先萃取，因此丢弃快速初始的萃取物可去除部分或全部咖啡因。
[0182]
在其他实施例中，咖啡粉也可为其他尺寸。例如，在至少一些实施例中，系统通过多次萃取来制备冲泡咖啡，咖啡粉直径可大于600。具体而言，此类实施方案中，咖啡粉直径可达约1000μ。
[0183]
在特定实施例中的上下文中所描述的该技术的某些方面可在其他实施例中进行组合或省略。例如，在特定实施例中可省略上述搅拌装置。在一些实施例中，在上述自动化或局部自动化布置的上下文中的冲泡过程和系统的各方面可以以手动布置进行，反之亦然。可采用上述装置的特定实施例来冲泡茶水(通过多次萃取)以及(或代替)咖啡，上述装置的特定实施例包括通过真空装置来提供加速萃取。此外，虽然与本技术的特定实施例相关的优点已在这些实施例中进行了说明，其他实施例也可具有该优点，并非所有实施例均需要展示此类优点才能被包括在本技术的范围内。因此，本公开和相关技术可包括本文未明确示出或说明的其他实施例。下文实施例提供了本公开技术的进一步典型的实施例。
[0184]
若在此通过引用被并入的任何材料在一定程度上与本发明的公开相矛盾，则以本公开为准。
[0185]
示例
[0186]
1.一种冲泡咖啡的方法，包括：
[0187]
将研磨咖啡置于冲泡室的过滤器元件上；
[0188]
将加热水导入冲泡室中并与研磨咖啡接触；
[0189]
在第一阶段中，在冲泡室中的冲泡咖啡没有承受冲泡室和被耦合到冲泡室的咖啡室之间的至少150托的压差，咖啡室具有等于或大于200ml的容量；以及
[0190]
在第二阶段中，通过过滤器元件将咖啡从冲泡室中萃取出，且利用冲泡室和咖啡室之间的至少150托的压差，将咖啡导入咖啡室中。
[0191]
2.根据示例1所述的方法，其中，冲泡咖啡包括在大气压下冲泡咖啡。
[0192]
3.根据示例1所述的方法，其中，在咖啡从冲泡室萃取出之前，将咖啡留在冲泡室中5秒至5分钟。
[0193]
4.根据示例1所述的方法，进一步包括在咖啡室上抽取真空以产生压差。
[0194]
5.根据示例4所述的方法，其中，压差的数值范围为60托至约759.999999999托。
[0195]
6.根据示例4所述的方法，其中，压差值约为585托。
[0196]
7.根据示例1所述的方法，进一步包括向冲泡室施加压力以产生压差。
[0197]
8.根据示例7所述的方法，其中，压差值为至少一个大气压。
[0198]
9.根据示例1所述的方法，进一步包括当加热水在冲泡室中时，搅拌加热水和研磨咖啡。
[0199]
10.根据示例1所述的方法，其中，放置研磨咖啡包括放置研磨咖啡以使平均后冲泡深度小于0.7英寸。
[0200]
11.根据示例1所述的方法，其中，放置研磨咖啡包括放置研磨咖啡以使平均后冲泡深度约为0.4英寸。
[0201]
12.根据示例1所述的方法，其中，放置研磨咖啡、引导加热水和萃取咖啡的操作是通过自动控制器来引导的。
[0202]
13.根据示例1所述的方法，其中，放置研磨咖啡、引导加热水和萃取咖啡的操作中的至少一个是通过自动控制器来引导的。
[0203]
14.根据示例1所述的方法，其中，放置研磨咖啡、引导加热水和萃取咖啡的操作中的至少一个是通过手动来执行的。
[0204]
15.根据示例1所述的方法，其中，咖啡室的容积范围为1至12升。
[0205]
16.根据示例1所述的方法，其中，萃取咖啡包括在约5秒至约60秒的时间内萃取咖啡。
[0206]
17.根据示例1所述的方法，其中，加热水是第一体积的加热水，并且其中咖啡是第一体积的咖啡，其中压差是第一压差，并且其中所述方法进一步包括：
[0207]
将第二体积的加热水导入冲泡室中并与研磨咖啡接触；
[0208]
在第三阶段中，在冲泡室中冲泡第二体积的咖啡，第二体积的咖啡没有承受冲泡室和咖啡室之间的至少60托的压差；以及
[0209]
在第四阶段中，通过过滤器元件将第二体积的咖啡从冲泡室中萃取出，且利用冲泡室和咖啡室之间的至少60托的第二压差，将第二体积的咖啡导入咖啡室中。
[0210]
18.根据示例17的方法，进一步包括：
[0211]
将第三体积的加热水置于冲泡室中并与研磨咖啡接触；
[0212]
在第五阶段中，在冲泡室中冲泡第三体积的咖啡，第三体积的咖啡没有承受冲泡
室和咖啡室之间的至少60托的压差；以及
[0213]
在第六阶段中，通过过滤器元件将第三体积的咖啡从冲泡室中萃取出，且利用冲泡室和咖啡室之间的至少60托的第三压差，将第三体积的咖啡导入咖啡室中。
[0214]
19.一种冲泡咖啡的方法，包括：
[0215]
将研磨咖啡置于冲泡室的过滤器元件上，其中，包含研磨咖啡的颗粒的直径中值范围为约200微米至约1000微米，并且其中，过滤器元件具有直径范围为3英寸至17英寸；
[0216]
将第一体积的加热水置于冲泡室中并与研磨咖啡接触长达5分钟的时间；
[0217]
在与冲泡室流体连通的咖啡室上抽取真空，以便通过过滤器元件将第一体积的咖啡从冲泡室萃取出并导入咖啡室中，真空在冲泡室和咖啡室之间产生的第一压差范围为60托至759.999999999托；
[0218]
将第二体积的加热水置于冲泡室中并与研磨咖啡接触长达5分钟的时间；以及
[0219]
在咖啡室上抽取真空，以便通过过滤器元件将第二体积的咖啡从冲泡室萃取出并导入咖啡室中以与第一体积的咖啡混合，真空在冲泡室和咖啡室之间产生的第二压差范围为60托至759.999999999托。
[0220]
20.根据示例19所述的方法，其中，第一压差和第二压差中的至少一个的值约为585托。
[0221]
21.根据示例19所述的方法，进一步包括当第一体积的加热水在冲泡室中时，利用导入冲泡室中的气体流来搅拌第一体积的加热水和研磨咖啡。
[0222]
22.一种咖啡冲泡系统，包括：
[0223]
冲泡室；
[0224]
咖啡室，其具有至少200ml的容量；
[0225]
沿流体流径定位的过滤器装置，该流体流径连接冲泡室和咖啡室；
[0226]
耦合到冲泡室和咖啡室中至少一个的压差装置，压差装置被配置为在冲泡室和咖啡室之间产生至少150托的压差；以及
[0227]
耦合到冲泡室的热水源。
[0228]
23.根据示例22所述的系统，其中，压差装置包括耦合到咖啡室的真空源。
[0229]
24.根据示例22所述的系统，其中，真空源被配置为抽取低于大气压的真空，绝对压力范围为约20托至约759.999999999托。
[0230]
25.根据示例22所述的系统，其中，压差装置包括耦合到冲泡室的真空源。
[0231]
26.根据示例22所述的系统，其中，压力源被配置为在冲泡室中产生高达10个大气压的压力。
[0232]
27.根据示例22所述的系统，进一步包括用指令编程的控制器，该指令在执行时，激活压差装置。
[0233]
28.根据示例27所述的系统，其中，该指令，在执行时：
[0234]
将第一体积的热水导入冲泡室中；
[0235]
激活压差装置，以便将第一体积的咖啡导入咖啡室中，该第一体积的咖啡由第一体积的水形成；
[0236]
将第二体积的热水导入冲泡室中；以及
[0237]
激活压差装置，以便将第二体积的咖啡抽入咖啡室中以与第一体积的咖啡混合，
第二体积的咖啡由第二体积的水形成。
[0238]
29.根据示例27所述的系统，其中，该指令，在执行时：
[0239]
将一体积的热水导入冲泡室中；
[0240]
在从冲泡室萃取出之前，将热水留在冲泡室中5秒钟至5分钟。
[0241]
30.根据示例29所述的系统，其中，该指令，在执行时，激活压差装置5秒钟至60秒钟，以便将咖啡导入咖啡室中，咖啡由该体积的水形成。
[0242]
31.根据示例22所述的系统，其中，过滤器装置包括可重复使用的支撑元件和一次性过滤器元件。
[0243]
32.根据示例22所述的系统，其中，过滤器装置包括可重复使用的过滤器元件。
[0244]
33.根据示例22所述的系统，进一步包括耦合到冲泡室以用于搅拌冲泡室中的咖啡和热水的搅拌装置。
[0245]
34.根据示例22所述的系统，其中，搅拌装置包括曝气器。
[0246]
35.根据示例22所述的系统，进一步包括可释放的夹具，该可释放的夹具被设置为沿流体流径可释放地固定过滤器。
[0247]
36.一种咖啡冲泡系统，包括：
[0248]
冲泡室；
[0249]
咖啡室，其具有至少200ml的容量；
[0250]
沿流体流径定位的过滤器装置，其中，该流体流径将冲泡室连接到咖啡室；
[0251]
耦合到咖啡室的真空源，真空源被配置为在冲泡室和咖啡室之间产生至少60托的压差；
[0252]
耦合到冲泡室的热水源；以及
[0253]
用指令编程的控制器，当执行时：
[0254]
将第一体积的热水导入冲泡室中；
[0255]
激活真空源，以迫使第一体积的咖啡进入咖啡室中，该第一体积的咖啡由第一体积的水形成；
[0256]
将第二体积的热水导入冲泡室中；以及
[0257]
激活真空源，以迫使第二体积的咖啡进入咖啡室中以与第一体积的咖啡混合，第二体积的咖啡由第二体积的水形成。
[0258]
37.根据示例36所述的系统，其中，该指令，在执行时：
[0259]
在从冲泡室萃取出之前，将第一和第二体积的热水的每一个留在冲泡室中5秒至5分钟；
[0260]
激活真空源5秒至60秒，以便将第一体积的咖啡导入咖啡室中；以及
[0261]
激活真空源5秒至60秒，以便将第二体积的咖啡导入咖啡室中。
[0262]
38.根据示例36所述的系统，其中，咖啡室的最大容量为12升。
[0263]
39.根据示例36所述的系统，其中，过滤器装置包括可重复使用的支撑元件和一次性过滤器元件。
[0264]
40.根据示例36所述的系统，其中，真空源的容量为至少1立方英尺每分钟(cfm)。
[0265]
41.根据示例40所述的系统，其中，真空源的容量在至少5秒钟内，为至少1cfm。