專利名稱：多功能飲料萃取裝置及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及飲料制備裝置及其應用，尤其涉及一種多功能飲料萃取裝置，可用于咖啡、 茶水等多種飲料的萃取或過濾。
背景技術：
Espresso全球公認的最佳萃取要求是8-9Par的壓力，93攝氏度左右的水溫，20-25秒 左右的萃取時間。但是，目前國際及國內市場現有的(非電動)咖啡壺和萃取器具產品， 都無法做到完全符合最佳公認的萃取要求，也無法實現三種萃取方法任意轉換選擇，更不 能作為其他用途。
摩卡壺又稱拿波里壺1903年由意大利的比爾來第(Bialetti)公司開始大量制造與銷 售。摩卡壺由上壺、濾網與下壺組成。水置于下壺，咖啡粉在中的濾網里，當下壺受熱后， 產生水蒸氣，形成一定的壓力，將熱水往上推擠，經過咖啡粉與壺中的細管，碰到壺蓋之 后，便落在上壺里，形成咖啡液體。由于形成一定的氣壓，所以屬于高壓式煮法，也稱做 手工的濃縮咖啡(Manual Espresso)。摩卡壺采用密封下壺加熱至水沸騰而產生壓力，所以 具有如下缺陷
1) 萃取水溫過高(密封狀態下水的沸點超過100攝氏度)，而咖啡萃取的最佳溫度在 85-94攝氏度之間。所以依靠在密封狀態下沸騰而萃取的形式，水溫過高而產生萃取 過度是摩卡壺不可改變的缺陷之一。
2) 由于是依靠水在沸騰之后產生的壓力來萃取，所以在萃取過程中壓力的大小和持續 的時間都無法控制。
3) 由于依靠下壺加熱至水沸騰而產生壓力，所以在考慮安全系數和產品成本的前提下， 下壺沒有作為鍋爐設計，只是簡單的加有安全閥的密封加熱裝置。所以，產生的壓
.力非常小。根本達不到Espresso理想的8-12Bar。
4) 必須依靠明火或電加熱裝置加熱才能工作。使用條件和便攜性受到限制。
5) 由于下壺處于密封加熱狀態下，所以有安全性的問題。
6) 萃取方法和用途單一。手動拉桿機利用活塞加壓來產生制作Espresso所需要的壓力。當拉桿拉下來的時候活 塞產生的壓力被施加到熱水上去沖泡咖啡，手動拉桿機的缺陷在于
1) 由于使用了杠桿加壓活塞，并必須配合底座，所以體積相對龐大，無法作為便攜產 品使用。
2) 萃取方法和用途單一。
3) 體積材料及加工工藝的原因，使得售價也相對較高。
便攜氣壓ESP咖啡機萃取壓力依靠手動加壓空氣，在容器中儲存，而后釋放容器中 的壓縮空氣而產生萃取壓力。便攜氣壓ESP咖啡機的缺陷在于
1) 由于萃取壓力依靠釋放在容器中的壓縮空氣而產生萃取壓力。所以造成了萃取壓力
不穩定，產生了由萃取開始至結束的壓力線性下降至0的逐漸降壓現象。由于是便
攜產品，所以儲氣罐的體積受到限制，壓力在萃取過程中下降是無法解決的問題。
2) 由于依靠手動加壓空氣，儲氣罐的體積又受到限制的前提下，整個萃取過程無法達 到理想的8Par左右萃取壓力，和20秒左右的萃取時間。
3) 制造工藝復雜，用途單一。
4) 熱水來源方式單一。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種制造成本低廉、工藝簡單、使用方 便、無需額外動力、可便攜、可選用各種熱源，實現在一套器具中可換用多種萃取和過濾 的方式，并達到高質量萃取和過濾目的的多功能飲料萃取裝置及其應用。
本發明一方面公開了一種多功能飲料萃取裝置，包括外容器和內容器，內容器置于外 容器內，外容器與內容器間活動套接，外容器包括封閉的底面，內容器底面設有底面濾網， 內容器內腔由中間濾網或多孔擋板分隔為上空腔和下空腔，外容器的側壁與內容器的側壁 間設有機械密封裝置。
機械密封裝置可采用常規的方式如在外容器內側壁或內容器外側壁上設置密封圈。
上述外容器和內容器的側壁間通過活動套接可實現相對移動，且在相對移動過程中， 機械密封裝置可使得外容器內側壁與內容器外側壁間保持密封。
上述外容器內側壁的橫截面上下一致。上述內容器外側壁的橫截面可上下一致或不一 致(如圓錐體結合圓柱體的形式)。外容器與內容器可以采用各種常用的容器形狀，如圓柱體、長方體、多面體等等，優 選圓柱體。
在制備咖啡及茶水時，內容器的下空腔可用于放置咖啡粉或茶葉。
為方便咖啡粉及茶葉的取放，上述內容器底面濾網、中間濾網或多孔擋板可拆卸。或 者，上述內容器的上空腔和下空腔的側壁間設有可拆分裝置，如上下空腔側壁經螺紋可拆 卸式連接。
在凈化水或制備其他飲品時，內容器的下空腔可用于放置活性炭、麥飯石等飲品過濾 或加工材料。
較佳的，上述內容器的底面濾網的至少一側設有檔水片。檔水片可拆卸。檔水片上至 少設有一個開口。內容器底部的進水面積可經由濾網或檔水片調節。
較佳的，上述外容器的底面設有壓力平衡裝置，壓力平衡裝置包括氣孔及氣孔開關， 氣孔開關關閉時，外容器底部封閉，氣孔開關打開時，大氣可經由氣孔進入內外容器之間， 幫助內外容器底部的分離。
較佳的，上述外容器外還套有螺紋加壓助力管套，螺紋加壓助力管套包括上下開口的 管狀結構及手柄，手柄與管狀結構外壁相連，外容器外側壁與管狀結構的內側壁設有相互 配合的螺紋，外容器與管狀結構經螺紋套接，管套上緣設有可部分或全部覆蓋內容器上緣 的凸緣。在使用螺紋加壓助力套管時，管套的上凸緣扣住內容器，轉動手柄，隨著管套經 螺紋在外容器上旋轉下移，內容器被帶動與外容器發生相對位移，管套的設計可實現勻速 加壓，所以在萃取過程中不會出現壓力波動，而且，萃取的時間也非常容易控制。
較佳的，上述加壓助力管套可拆卸。
上述手柄可以有多種形式，如可為直桿狀，并與管狀結構外側壁垂直，或者也可為L 形等多種變化形式。
較佳的，上述內容器中，中間濾網或多孔擋板上還設有萃取液導出管。萃取液導出管 一端的開口邊緣與中間濾網或多孔擋板邊緣相合，另一端為朝上的出水口。
較佳的，上述萃取液導出管的出水口處設有加壓閥。萃取液導出管的設計可以在出水 口處實現壓力的臨界變化，使得在咖啡加壓萃取時可獲得crema。
較佳的，上述萃取液導出管可拆卸。
本發明第二方面公開了上述多功能飲料萃取裝置的用途。
本發明的多功能飲料萃取裝置可用于萃取飲料，包括加壓萃取意大利濃縮咖啡、制備 法式萃取咖啡、滴濾萃取咖啡、茶葉的萃取及其他植物如擰檬、花茶等茶水的萃取。本發明的多功能飲料萃取裝置還可用作過濾裝置，包括通過在內容器的下空腔中裝入 活性炭過濾飲用水，或者裝入有利健康的麥飯石等礦物或礦石，過濾飲用水，達到改變水 的內含物，獲得不同飲用水的目的。
本發明的多功能飲料萃取裝置各種用途的工作原理如下
用于加壓萃取外容器中加入相應溫度和所需體積的水，內容器下空腔中裝入萃取物， 將內外容器套合，手動將內容器壓入外容器，內外容器間隙中由于有機械密封，外容器中 的水在內容器套合下壓的壓力下作用下穿過內容器下空腔，進入內容器上空腔中，完成加 壓萃取的過程。萃取壓力來源于手動，且萃取壓力由內容器底部的進水面積和萃取液排出 口的面積和被萃取的植物粉末粗細來調整。由于所需萃取壓力的動力來源為手動，如果通 過螺紋加壓助力管套及撥桿而作用于內杯加壓，最大可產生的壓力高于15公斤/平方厘米， 完全可以達到萃取Espresso所需要的理想要求8-9Bar壓力，而且93攝氏度左右的水溫及 20-25秒左右的萃取時間在本發明的裝置中也很容易實現。因此，本發明的裝置可以實現高 質量的Espresso的制備。
用于法式萃取將萃取物裝入外容器，再向外容器注入所需溫度和體積的熱水。攪勻 靜止l-2分鐘。內容器僅留底面濾網，將內容器壓入外容器。外容器中的液體在內容器的下 壓過程中通過內容器底面濾網進入內容器。被萃取的粉末將被濾網過濾后留在外容器底部， 萃取液進入內容器。萃取完成。
用于滴濾萃取內容器拆除中間濾網或底面濾網，在內容器中放入萃取物，將內容器
擱置在外容器之上，向內容器中注入所需溫度和體積的水。注入內容器的水穿過萃取物通 過濾網而滴入外容器中，完成萃取。
用作過濾凈化在內容器的下空腔中放入活性炭顆粒，將內容器擱置在外容器之上， 向內容器中注入需過濾凈化水。注入內容器的水穿過活性炭顆粒通過濾網而滴入外容器中， 完成過濾凈化。
與現有的萃取裝置相比，本發明的有益效果如下 A.萃取效果
在加壓萃取Espresso的功能上，由于對萃取物(咖啡粉)的有效壓力輕易達到了國 際公認的8-9Bar，尤其是對于裝有螺紋加壓助力套管的裝置，加壓過程中由于是旋 轉的沿著螺紋下壓，所以只要保持勻速旋轉，輸出壓力在做功期間基本平直穩定。 .萃取的量和時間也可按旋轉的圈數和轉速來控制。萃取水溫由于可自己選擇，所以 在萃取Espresso的功能上達到了電動泵壓咖啡機的效果，且完全符合Espresso萃取的專業要求8-9Bar的有效壓力；93攝氏度左右的水溫；20秒左右的時間。 .在法式萃取上，由于功能和原理上和傳統的法壓萃取工具完全相同，所以在萃取結 果上完全等同傳統的法壓效果。
在加壓法式萃取上，由于對被萃取的液體施加了 lBar左右的壓力，所以與傳統法式 相比萃取更為出色，在口感上較為濃郁。
在滴慮萃取上，由于萃取原理和傳統的完全相同，所以萃取效果完全等同傳統的滴 慮萃取(手沖)。
B. 過濾凈化效果
過濾凈化效果取決于活性炭顆粒的吸附作用，在使用效果上，不同的活性炭顆粒， 過濾凈化的效果有不同。在廣義上說，凈化過濾效果等同使用相同活性炭顆粒一般 的水凈化過濾器。
C. 使用效果
一般狀態下，Espresso都必須由電動泵壓咖啡機萃取，所以飲用Espresso只有在具 備泵壓咖啡機的場所才能實現。而本發明由于裝置體積小便于攜帶，使用簡單方 便， 只要在有合適溫度熱水或可加熱至合適溫度的熱源條件下，即可萃取Espresso,這 樣的條件需求等同于沖飲速溶咖啡的條件(萃取杯也可用作飲用咖啡的容器)，即通 過本裝置，可實現在任何環境中萃取Espresso。
本發明的裝置可輕易滿足萃取高品質Espresso的所有條件，獲得高質量的Espresso, 這也是現有技術或產品沒有做到的。
本發明的裝置萃取方式選擇多樣化，徹底擺脫了傳統咖啡萃取器具只能單一使用一 _種萃取方式的問題。使用者可隨意的選擇合適自己口味的萃取方式。
D. 本發明的機械結構簡單，加工制造成本低是其明顯的優勢。可用耐熱的金屬或塑料 制造(由于有加壓的工作過程，有些配件優選金屬)。不同的制造材料制造的外容 器，均可直接注入溫度合適的熱水，耐熱性能好的材料還可加入冷水，而后通過加 熱外容器使外容器中的冷水達到所需要的溫度的方式獲得熱水。
對比達到同樣萃取質量的Espresso,本發明和電動泵壓咖啡機相比，在成本、使用
方便性和便攜性等方面均具有明顯優勢。
屈l:多功能飲料萃取裝置A的結構示意2:多功能飲料萃取裝置A內容器移動狀態示意圖 圖3:多功能飲料萃取裝置A外容器結構示意圖 圖4:多功能飲料萃取裝置A內容器結構示意圖 圖5:多功能飲料萃取裝置B的結構示意圖 圖6:多功能飲料萃取裝置B內容器移動狀態示意圖 圖7:多功能飲料萃取裝置B外容器結構示意圖 圖8:多功能飲料萃取裝置B內容器結構示意圖 圖9:多功能飲料萃取裝置B的螺紋加壓助力套管結構示意圖
具體實施例方式
如圖1和2所示多功能飲料萃取裝置A,包括外容器l (如圖3所示)和內容器2 (如 圖4所示)，內容器2置于外容器1內，外容器1與內容器2間活動套接并可拆分，外容器 包括密封底面3，內容器底面設有底面濾網4，底面濾網的下側設有檔水片15,檔水片上設 孔，內容器內腔由多孔擋板5分隔為上空腔6和下空腔7，外容器的內側壁設有密封圈10， 底面濾網4和多孔擋板5可拆卸。
多種萃取方式的實現-
Espresso加壓萃取
外容器1中注入85-90攝氏度的熱水，下空腔7中加入咖啡粉，將內容器2套合在外 容器1中，手動壓入外容器。外容器1中的水在內容器2套合下壓的壓力下作用下穿過下 空腔7，進入上空腔6，完成加壓萃取的過程。 法式萃取
將所需萃取的咖啡粉倒入外容器1內，再注入85-90攝氏度的熱水，攪勻靜止1-2分 鐘。將已卸掉多孔擋板5、檔水片15的內容器2壓入外容器。咖啡粉將被濾網過濾后留在 外容器底部，萃取液進入內容器。萃取完成。 加壓法式萃取
將所需萃取的咖啡粉倒入外容器1內，再注入85-卯攝氏度的熱水，攪勻靜止l-2分 鐘。將已卸掉多孔擋板5的內容器2壓入外容器。由于擋水片的開孔面積小于外容器的口 徑，所以在內容器壓入外容器時將受到一定的壓力。這樣將內容器壓到外容器內，進入內容器完成萃取的液體受到了一定的壓力(1Bar左右)而完成萃取。加壓的法式萃取比較傳 統的法式，就口感來說更為濃郁。 滴慮萃取
在已卸掉多孔擋板5、檔水片15的內容器2中放入咖啡粉，將內容器2擱置在外容器 1之上，向內容器中注入所需溫度和體積的水。注入內容器的水穿過萃取物通過濾網而滴入 外容器中，完成萃取。 茶葉的萃取
茶葉的萃取，可根據口味需要選用上述萃取方式中的任何一種。由于上述萃取方式萃 取時間短，茶葉中所含對人體的負面物質不容易被萃取到飲用液中。所以上述的幾種萃取 方式都優于傳統的浸泡萃取。
如圖5和6所示多功能飲料萃取裝置B，包括外容器l (如圖7所示)和內容器2 (如 圖8所示)，內容器2置于外容器1內，外容器1與內容器2間活動套接并可拆分，外容器 包括密封底面3，內容器底面設有底面濾網4，底面濾網下設有檔水片15，內容器內腔由多 孔擋板5分隔為上空腔6和下空腔7，內容器的外側壁設有密封圈10，上空腔6和下空腔7 的側壁間經螺紋11配合連接。外容器1的底部設有壓力平衡裝置12，壓力平衡裝置包括設 于外容器底面的氣孔及用于封閉氣孔的壓力平衡螺絲，壓力平衡螺絲上緊時，外容器底部 封閉，壓力平衡螺絲松開時，大氣可經由氣孔進入內外容器之間，幫助內外容器底部的分 離。外容器的內壁及內容器的外壁上配套設有螺紋加壓助力管套(如圖9所示)，螺紋加壓 助力管套包括上下開口的管狀結構13及手柄14，手柄設于管狀結構外壁，外容器的外壁與 管狀結構的內壁設有相互配合的螺紋131、 132，外容器的外壁與管套接觸部分為與管狀結 構配合的圓筒形。外容器與管狀結構經螺紋套接，管套上緣設有可部分或全部覆蓋內容器 上緣的凸緣133。中間濾網5上還設有可拆卸的萃取液導出管8，萃取液導出管一端的開口 邊緣與中間濾網5邊緣相合，另一端為朝上的出水口，出水口上設有加壓閥9。
多種萃取方式的實現
Espresso加壓萃取
外容器l中注入85-90攝氏度的熱水，下空腔7中加入咖啡粉，將內容器2套合在外 容器1中，用手動壓入外容器。外容器1中的水在內容器2套合下壓的壓力下作用下穿過 下空腔7，進入上空腔6，完成加壓萃取的過程。 法式萃取將所需萃取的咖啡粉倒入外容器1內，再注入85-卯攝氏度的熱水，攪勻靜止1-2分鐘。將已卸掉多孔擋板5、萃取液導出管8、加壓閥9、檔水片15的內容器2壓入外容器。咖啡粉將被濾網過濾后留在外容器底部，萃取液進入內容器。萃取完成。加壓法式萃取
將所需萃取的咖啡粉倒入外容器1內，再注入85-90攝氏度的熱水，攪勻靜止1-2分鐘。將已卸掉多孔擋板5、萃取液導出管8、加壓閩9的內容器2壓入外容器。由于擋水片的開孔面積小于外容器的口徑，所以在內容器壓入外容器時將受到一定的壓力。這樣將內容器壓到外容器內，進入內容器完成萃取的液體受到了一定的壓力(1Bar左右)而完成萃取。加壓的法式萃取比較傳統的法式，就口感來說更為濃郁。滴慮萃取
在已卸掉多孔擋板5、萃取液導出管8、加壓閥9、檔水片15的內容器2中放入咖啡粉，將內容器2擱置在外容器1之上，向內容器中注入所需溫度和體積的水。注入內容器的水穿過萃取物通過濾網而滴入外容器中，完成萃取。茶葉的萃取
茶葉的萃取，可根據口味需要選用上述萃取方式中的任何一種。由于上述萃取方式萃取時間短，茶葉中所含對人體的負面物質不容易被萃取到飲用液中。所以上述的幾種萃取方式都優于傳統的浸泡萃取。
權利要求
1.一種多功能飲料萃取裝置，其特征在于，包括外容器和內容器，內容器置于外容器內，外容器與內容器間活動套接，外容器包括封閉的底面，內容器底面設有底面濾網，內容器內腔由中間濾網或多孔擋板分隔為上空腔和下空腔，外容器的側壁與內容器的側壁間設有機械密封裝置。
2. 如權利要求1所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述機械密封裝置為密封圈。
3. 如權利要求1所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述外容器內側壁的橫截面上下 一致。
4. 如權利要求1所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述內容器底面濾網、中間濾網 或多孔擋板可拆卸。
5. 如權利要求1所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述內容器的上空腔和下空腔可 拆分。
6. 如權利要求l所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述內容器的底面濾網的至少一 側設有檔水片。
7. 如權利要求6所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述檔水片可拆卸。
8. 如權利要求6所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述檔水片至少設有一個開口。
9. 如權利要求1所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述外容器的底面設有壓力平衡 裝置，壓力平衡裝置包括氣孔及氣孔開關。
10. 如權利要求l-9中任一權利要求所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述外容器外 套有螺紋加壓助力管套，螺紋加壓助力管套包括上下開口的管狀結構及手柄，手柄與管 狀結構的外壁相連，外容器外側壁與管狀結構的內側壁設有相互配合的螺紋，外容器與 管狀結構經螺紋套接，管套上緣設有可部分或全部覆蓋內容器上緣的凸緣。
11.如權利要求10所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述螺紋加壓助力管套可拆卸。
12. 如權利要求1-9中任一權利要求所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述內容器中， 中間濾網上設有萃取液導出管，萃取液導出管一端的開口邊緣與中間濾網邊緣相合，另 一端為朝上的出水口。
13. 如權利要求12所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述萃取液導出管的出水口處 設有加壓閥。
14. 如權利要求12所述多功能飲料萃取裝置，其特征在于，所述萃取液導出管可拆卸。
15. 如權利要求1-14中任一權利要求所述多功能飲料萃取裝置用于萃取飲料。
16. 如權利要求15所述多功能飲料萃取裝置的應用，其特征在于，所述萃取飲料包括加壓萃取意大利濃縮咖啡、制備法式萃取咖啡、滴濾萃取咖啡及茶水的萃取。
17.如權利要求1-14中任一權利要求所述多功能飲料萃取裝置用作過濾裝置。
全文摘要
本發明公開了一種多功能飲料萃取裝置及其應用，該多功能飲料萃取裝置包括外容器和內容器，內容器置于外容器內，外容器與內容器間活動套接，外容器包括封閉的底面，內容器底面設有底面濾網，內容器內腔由中間濾網或多孔擋板分隔為上空腔和下空腔，外容器的側壁與內容器的側壁間設有機械密封裝置。本發明的裝置可用于咖啡、茶水，飲用水等多種飲料的萃取或過濾。
文檔編號A47J31/06GK101683238SQ20081016933
公開日2010年3月31日 申請日期2008年10月9日 優先權日2008年9月27日
發明者陳一儒 申請人:陳一儒