[发明专利]用于咖啡机的止回阀

说明书

本申请要求申请号为61/725,554，申请日为2012年11月13日的美国专利申请的优先权，该申请完全记录于下述文件中供参考。

技术领域

本发明总体上涉及厨房家电领域，尤其涉及滴漏式咖啡机，以及用于控制咖啡机内水流的阀门。

背景技术

滴漏式调制咖啡包含将水倒入过滤器内经烘焙且研磨后的咖啡豆上。热水渗入咖啡粉并吸收了它的颜色与口味，后经重力吸引通过了一个过滤器。使用过后的咖啡粉被保留于过滤器内，调味液与此同时滴入下方的一个收集容器，如玻璃盛水器或者壶。滴漏式调制是一种被广泛运用的咖啡调制方法，在家用及商用中都颇受欢迎。尽管能够将冷水通过单个处理变为热咖啡的电动设备更受欢迎，但手动滴漏调制设备同样存在。小型单杯的滴漏式咖啡机也是存在的，而且它既有手动也有电动。

电动滴漏式咖啡机的运行通常允许水从冷水贮水器进入咖啡机底座内部的连接至一根细小金属管或其它加热舱的弹性水管，加热舱可为铝制。一个环绕或者邻接于这个加热舱的加热元件给水加热。一个恒温器可以安装在加热元件上，用于在需要防止过度加热时关闭加热元件，并且在温度跌落低于下限水平时再次打开加热元件。

加热后的水利用热虹吸原理在设备内流动。“所述热虹吸”是指一种基于自然对流而被动热交换的方法，其无需机械泵就可以循环一种物质(液体或气体)。在加热及冷却应用中热虹吸也被用于循环液体及挥发性气体，如：热力泵，热水器，锅炉以及火炉。

加热后的水在加热舱中膨胀并使加热舱增压。在电动滴漏式咖啡机中，由热力引起的压力结合虹吸效果将加热后的水和/或蒸汽从管状加热舱中排出，通常是经过一根绝缘橡皮或乙烯基的上升水管。单向阀门阻止了热水回流到贮水器。在离开加热器后，热水继续往上朝喷头的方向。热水随后经很多个孔从喷头洒在下方的咖啡粉上。通常咖啡设置于喷头下方的滤篮内。热咖啡经过滤器将粉末留于原处，后滴入下方位置的一个容器内，如玻璃盛水器。

一个被咖啡行业广泛认可的调制咖啡最佳温度是介于华氏195度与205度之间。这个范围已经被全美咖啡局的咖啡调制协会(Coffee Brewing Institute of the Pan-American Coffee Bureau)，咖啡调制中心(Coffee Brewing Institute)于1966年在纽约出版的第126号设备评估刊物，以及在其它资源中挪威咖啡调制中心(Norwegian Coffee Brewing Center)于1980年在其家用咖啡机之评估与认证的第6B号刊物上均已公开。这个最佳温度范围是指从自动滴漏式咖啡机的喷头流出用于淋湿咖啡机内篮中之咖啡粉，且能够浸取出最佳口感咖啡的水温。

新鲜水被倒入自动滴漏式咖啡机的贮水器中时为常温或者更冷。因此加热系统越快地将淋于咖啡粉上的水温升到最佳范围，调制物的质量会越好。其它条件相同，使用较低水温调制而成的咖啡经常为次品。

传统滴漏式咖啡机性能总体上是有缺陷的，因为它们需要花长时间将送至咖啡粉上的水加热到最佳范围。这个问题尤其出现在小型咖啡机上，如那些能够制作五杯或者更少咖啡的机型，因为输入瓦数和允许用于加热系统及调制咖啡的总时间比全尺寸机型要小。在一些咖啡机中，水温在调制周期最后才达到最佳范围，届时很多饮品已经在次佳温度中完成。

针对较大的咖啡机，设置更大功率的加热元件以及更大体积的加热舱用于更迅速地加热更多量的水。更大功率与更大的加热元件是向咖啡粉提供更热的水的方法之一，但是更大功率的加热器并非总是令人满意，经济，或是可实际操作的。令人不满意的影响可以包括不完全浸取，以及过多蒸汽的产生。因此需要一个其它方法能快速地将水加热至华氏195至205度之间，尤其针对较小和功率较低的咖啡机。

因加热舱内热水而产生的压力会同时向前推，即朝喷头和咖啡粉的方向，以及向后推，即朝冷水贮水器的方向。虽然在加热元件中具有双向作用的压力，通常在管路内设置的单向阀门阻止了在加热元件中的水虹吸回流至冷水贮水器。这个阀门通常是一个位于贮水器与加热元件间管路上的简单的止回阀，尤其是一个止回球阀。

止回阀、瓣阀、逆止阀或者单向阀是一种本质上仅仅允许液体或气体从一个方向流经的阀门。止回阀是双口阀门，即本体上有两个开口，一个用于流体进入以及另一个用于流体离开。不同的应用中运用到不同类型的止回阀。尽管止回阀有一个宽范围的尺寸和价格区间，但止回阀通常小型、简单，以及相对便宜。止回阀一般自动工作，无需借助通过人实施的或其它类型的外部控制。因此大多数止回阀不包含阀柄或阀杆。止回阀的本体或外壳通常由塑料或金属制成。