(57)【要約】コーヒーアプライアンスは、少量バッチの淹れたてのコーヒーを冷却された受容容器内で急冷するように、熱接触によって淹れたてのコーヒーを冷却するように構成される、ホットコーヒー淹出器と統合され、それに合体された電動式冷却システムを含む。容器は、飲料を冷ますための蒸発器コイルを有する。冷却システムは、ロバストなシステムである、すなわち、その熱冷却率および飲料の温度および流体接触アセンブリの熱質量および伝導性に関連して定寸される、容積式コンプレッサを採用する、相変化式冷媒コンプレッサタイプのシステムであって、オンデマンドで、かつ急速に、ホットコーヒーを冷温２〜５℃にもたらす。淹れたてのフラッシュ冷却されたコーヒーは、希釈されず、かつ劣化のない風味を有する。
2019501356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式飲料冷却アプライアンスであって、
相変化冷媒を圧縮および循環させ、蒸発器に局所化された選択的冷却を提供するために、コンプレッサ、コンデンサ、および蒸発器を備える、電動式冷却アセンブリ
を備え、
前記蒸発器は、飲料部分を冷却するように、導管、接触プレート、または容器内の高温飲料部分との熱交換接触のために成形および構成され、
前記電動式冷却アセンブリは、約２分以下の給仕サイクル時間以内に、希釈または凍結を伴わずに、１杯のホットコーヒーを冷温状態に急速に冷却するように定寸および構成される、アプライアンス。
【請求項２】
高温飲料または急冷された飲料を前記アプライアンスの出力に選択的に提供するための制御部を有する、コーヒー淹出器と嵌合および統合される、請求項１に記載のアプライアンス。
【請求項３】
前記蒸発器は、前記ホットコーヒーを受容する受容容器内に常駐するように構成され、前記制御部は、高温飲料が選択されると、前記蒸発器に接触せずに、ホットコーヒーを前記容器に通過させる、請求項２に記載のアプライアンス。
【請求項４】
流体を前記受容容器内で混合し、前記コーヒーの熱伝達冷却を向上させるための混合器をさらに備え、随意に、前記混合器は、撹拌器、気泡放出器、可動ベーン、およびフロー混合器デバイスのうちの１つまたはそれを上回るものを含み、前記蒸発器のアイシングを伴わずに、前記コーヒーの冷却を促し、均一に冷却する、請求項２に記載のアプライアンス。
【請求項５】
ホットコーヒーをコーヒー淹出器アプライアンスから受容し、前記ホットコーヒーをアイスコーヒーに急冷するために、前記容器を位置付けるように移動可能である、請求項１に記載のアプライアンス。
【請求項６】
前記蒸発器は、前記容器が、前記蒸発器を囲繞しているバッチ体積のホットコーヒーを受容し、前記コーヒーが、氷で塞がれずに、前記容器内で冷温に冷却されるように、定寸および離間される、請求項４に記載のアプライアンス。
【請求項７】
前記コンプレッサと、１つまたはそれを上回る加熱器、ポンプ、またはフローバルブを選択的に起動させ、時間および／または電力使用量に関して効率的に、１人分のサイズバッチのコーヒーを選択的に高温コーヒーまたは低温コーヒーとして淹出および生成するように動作する、コントローラを備える、請求項１に記載のアプライアンス。
【請求項８】
前記コンプレッサは、約５００Ｗ以下の電力を消費し、約２分未満の熱サイクル時間を伴って、単一バッチとしての６〜１２オンスのホットコーヒーを急冷するために効果的である、請求項２に記載の電動式飲料冷却器。
【請求項９】
前記コンプレッサは、約５００Ｗ以下の電力を消費し、１回またはそれを上回る冷却サイクルにおいて、２０〜３０オンスのバッチのホットコーヒーを急冷するように自動化される、請求項２に記載の電動式飲料冷却器。
【請求項１０】
熱を前記コンデンサから除去するための強制空気ドライバをさらに備える、請求項２に記載の電動式飲料冷却器。
【請求項１１】
電動式冷媒コンプレッサとともに定寸および構成され、前記淹出されたコーヒーのオンデマンドのフラッシュ冷却を選択的に提供し、希釈を伴わずに、１回分のアイスコーヒーを出力として生成するように動作する、コーヒー冷却器段階と統合される、ユーザ作動式単一ユニット型コーヒー淹出器を備える、家庭用コーヒーマシン。
【請求項１２】
前記コーヒー冷却器は、前記高温の淹出されたコーヒーを冷却するために、約２分以下の冷却サイクル時間を伴って動作する、請求項１１に記載の家庭用コーヒーマシン。
【請求項１３】
前記冷却器段階は、冷媒コンプレッサ、コンデンサ、および蒸発器を含み、前記蒸発器は、コーヒー受容容器またはチャンバ内のホットコーヒーとの熱接触のために位置付けられる、請求項１２に記載の家庭用コーヒーマシン。
【請求項１４】
カップまたはガラスポッドサイズバッチのホットコーヒーを冷却するためのアプライアンスであって、前記アプライアンスは、受容容器内に位置付けられる蒸発器を冷却するために接続されるオンデマンド冷媒コンプレッサを備え、前記構成要素は、数分以下の時間内に、バッチのホットコーヒーを約２〜５℃（３５〜４０°Ｆ）の温度に急速かつ効果的に急冷するように定寸および構成される、アプライアンス。
【請求項１５】
剛性または可撓性の冷却剤ラインを介して、カウンタ下冷蔵ユニットに接続され、その内容物を急冷するための可撤性容器を受容する別個のカウンタトップ冷却ヘッドとして構成されるか、または、淹出されたコーヒーを急冷するために、１杯用コーヒー淹出器内に統合され、淹れたての風味を伴う希釈されない１回分のアイスコーヒーを生成するように動作可能である、請求項１４に記載のアプライアンス。
【請求項１６】
ユーザ作動式高温／低温セレクタと、冷却サイクルの開始および終了のために、前記コンプレッサを効率的に制御するための制御部とをさらに備える、淹出器と統合され、随意に、前記アプライアンスは、ユーザが引き渡したバッチのホットコーヒーを受容し、連続して前記ホットコーヒーのカップを遅延なく冷却し得る、請求項１５に記載のアプライアンス。
【請求項１７】
１回分のホットコーヒーをオンデマンドで冷温に冷却するための電動式アプライアンスであって、前記アプライアンスは、電動式冷蔵ユニットと、コーヒー受容容器とを備え、前記冷蔵ユニットおよび容器は、効率的に定寸および構成され、約２分以下の給仕サイクル時間以内に、希釈または凍結を伴わずに、１杯のホットコーヒーを冷温状態に急速に冷却するように構成される、アプライアンス。
【請求項１８】
１杯用コーヒー淹出器またはドリップ式コーヒー淹出器内のバルブおよびコントローラと統合され、即時供給のために、ホットコーヒーが淹出されるとそれを急冷し、随意に、バッチまたはガラスポッドを連続的に急冷されたアイスコーヒーの供給量として急冷する、請求項１７に記載のアプライアンス。
【請求項１９】
コーヒーまたは他の高温飲料を作るためのアプライアンスであって、
筐体と、
高温飲料を淹出する、前記筐体内の淹出部分と、
前記高温飲料との熱交換接触のために位置付けられる冷却要素を冷却し、前記飲料を冷却するように構成される、前記筐体内の電動式冷却アセンブリと、
を備え、
前記電動式冷却アセンブリは、約２分以下の給仕サイクル時間以内に、希釈または凍結を伴わずに、１杯の前記高温飲料を冷温状態に急冷するように定寸および構成される、アプライアンス。
【請求項２０】
前記電動式冷却アセンブリは、相変化冷媒を圧縮および循環させ、前記蒸発器に局所化された選択的冷却を提供するために、コンプレッサ、コンデンサおよび蒸発器を含み、前記蒸発器は、流路または受容容器内において、淹れたてのホットコーヒーを受容およびフラッシュ冷却するように構成される、請求項１９に記載のアプライアンス。
【請求項２１】
前記蒸発器は、受容容器内に位置付けられ、前記コーヒーの熱伝達冷却を向上させるために、前記受容容器内に混合器をさらに備え、随意に、前記混合器は、撹拌器、前記蒸発器内の中心またはその周辺に配置される機械的フィンまたはベーンのアレイ、気泡放出器、およびフローデバイスのうちの１つまたはそれを上回るものを含む、請求項２０に記載のアプライアンス。
【請求項２２】
前記蒸発器は、前記受容容器内に位置付けられる熱交換コイルを含み、前記受容容器は、前記筐体に可撤性に嵌合され、前記蒸発器を緊密に囲繞する飲料急冷チャンバを構成する、請求項２１に記載のアプライアンス。
【請求項２３】
相変化冷媒を含む冷蔵ユニットと、前記冷媒を圧縮するためのコンプレッサと、周囲空気への熱の伝達のためのコンデンサと、高温飲料の熱交換冷却のための蒸発器とを備える給仕カウンタ式アプライアンスであって、前記蒸発器は、給仕カウンタの上方に位置付けられ、前記圧縮された冷媒が蒸発し、前記飲料を急冷するように、容器の中に延在するように構成され、前記容器は、前記蒸発器を中心として可撤性に嵌合され、カウンタトップ飲料急冷アプライアンスを構成する、アプライアンス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１５年１１月１３日に米国特許商標庁に出願された米国仮特許出願第６２／２５４，９９３号に関連しており、その利益を主張するものである。上記出願の開示の全文は、その図面、技術的均等物、動作性能の測定値の議論および代替的構成と併せて、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、飲料を調製するためのデバイスおよび機器に関する。また、冷蔵または冷却機器および改良されたコーヒー淹出デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の概要）
本明細書では、概して、「アプライアンス」と称される、本発明は、電動式冷却システムと、電動式冷却システムによって冷却され、それとの熱接触によって高温飲料を冷却するように構成される、または位置付けられる、浸漬された冷却コイルまたは冷却流体境界壁またはプレート（「冷却体」または「コイル」）等の流体接触部品を有する、接触冷却部分とを保有することを特徴とする、飲料デバイスである。冷却システムおよび冷却体は、高温飲料淹出器と合体され、それと動作可能に協調され、冷却体は、容器の中に運ばれた、またはそれを通して流れ込んだ、淹れたての、すなわち、ホットコーヒーの個々のカップ、またはいくつかの実施形態では、ガラスポット等の少量バッチを急速かつ効果的に急冷するために位置付けられ、淹出の熱を除去し、飲料を冷温に下げる。アプライアンスは、冷媒／急冷装置アセンブリと単一ユニットとして統合され、ユーザが、統合型淹出器／急冷装置アプライアンスの飲料出力が、１杯の淹れたてのホットコーヒーまたは１杯の淹れたてのフラッシュ冷却されたアイスコーヒーであるかどうかを選択し得るように構成される、「ポッドタイプ」または「Ｋカップ」淹出器またはフィルタタイプドリップ淹出器等のコーヒー淹出器を参照して説明されるであろう。そのように生成された「アイス」コーヒーは、長時間の冷蔵または氷の使用を伴わずに、急速かつ便宜的に調製される、向上された風味の飲料となり、従来の調製されたアイスまたは冷蔵冷却飲料に見出される、希釈および劣化または酸化のない、味を有する。
【０００４】
急冷装置部分は、好ましくは、電気モータによって駆動される容積式コンプレッサを採用し、その要求される熱冷却率および飲料および流体接触容器アセンブリの熱質量および伝導性に関連して定寸される、相変化式冷媒コンプレッサタイプシステム等のロバストな電動式冷却システムによって急冷され、オンデマンドで、かつ淹出時間と適合可能な時間周期以内に、例えば、４、６、８、または１０オンスのカップサイズのために設定される、１杯用実施形態に関しては、約２分以下で、１杯またはバッチのホットコーヒーを、冷温、例えば、約２〜５℃（３５〜４０°Ｆ）の温度にする。好ましくは、選択制御部分が、ユニットがオンにされると、冷媒コンプレッサを始動させ、最初の淹出カップがフラッシュ冷却または急速に冷却されるように、相変化式冷媒を事前圧縮するかまたは冷却段階を予冷する。
【０００５】
統合型または二重温度（選択可能高温／低温）式コーヒーデバイス内に具現化されるとき、加熱および淹出部分または「第１の段階」は、任意の従来の構成に従ってもよく、例えば、人気のある「Ｍｒ．  Ｃｏｆｆｅｅ」、「Ｋｅｕｒｉｇ」、または一般的バースタイルのエスプレッソ淹出コンソールと実質的に同じ段階または部分を含んでもよい。しかしながら、用途はさらに、淹れたてのホットコーヒーが、第１の淹出段階部分から、第２の急冷装置段階部分を通して、淹れたての風味を伴うアイスコーヒーを提供するための出力までの短い、すなわち、統合型または切替式流路内を流動するような操作構成要素を含む。１つの統合型淹出器−急冷装置実施形態では、淹出および急冷部分は、上側および下側流動段階として、コンパクトなユニット内に垂直に配列され、急冷装置は、ツイスト式の可撤性のコーヒー受容容器またはカップ内に懸架される、蒸発器コイルとして構築される。
【０００６】
本発明はまた、カウンタトップの急冷専用アプライアンス内に具現化されてもよい。急冷専用アプライアンスは、例えば、アプライアンスを移動させることによって、急冷カップが一般的家庭用淹出器のカップまたはガラスポッド棚または支持体上に位置付けられるように、アプライアンスから延在するアーム上に搭載された急冷カップとともに構成されてもよい。急冷専用アプライアンスとしてのそのような構造を用いることで、急冷装置は、淹出器との協調および統合のための具体的制御回路を伴わずに、単に、オンスイッチを用いてユーザ作動され得る。しかしながら、より具体的には、急冷専用アプライアンスは、カウンタトップ急冷装置、すなわち、ホットコーヒーを含有する「冷却カップ」または可撤性に位置付けられた容器を受容する、独立型飲料冷却器であってもよく、カップまたは容器は、冷蔵ユニットの蒸発器コイルが、冷却カップの中に延在し、急冷されるべき高温飲料によって囲繞されるように保持される、または位置付けられる。冷却カップは、急冷装置ヘッドへのツイスト搭載、バヨネット、または磁気結合によって、取り付けられてもよい。一実施形態では、複数の可動ベーンが、蒸発器コイル内の中心またはその周辺の周囲において位置付けられ、モータまたは歯車によって移動され、容器内の流体を偏向または撹拌し、それによって、比較的に嵩張らない冷蔵ユニットと、嵩張らない寸法の冷却要素または容器とを用いて動作させながら、熱の除去を加速させ、飲料の高速かつ均一な冷却を保証する。
【０００７】
高温飲料淹出器の出力を捕捉するように構成されるか、または自立式急冷装置アプライアンスとして構成されるかどうかにかかわらず、急冷装置アセンブリの冷蔵部分は、１杯または１回分のホットコーヒー、または従来の家庭用または食堂用コーヒー淹出器の高温流体出力、例えば、小、中、または大コーヒーカップサイズ、またはいくつかの実施形態では、淹出器の小ガラスポッドバッチサイズ（例えば、２０〜３０オンスサイズ）に合致される、冷却能力および熱質量および冷却率を有する。
【０００８】
汎用カウンタトップ急冷器として意図されるとき、実施形態は、有利には、カウンタ下に搭載され、可撓性ラインまたは剛性管類を介して、急冷されるべき飲料が設置された可撤性に搭載可能なカップまたは容器の中に延在する、蒸発器コイルを含む、カウンタ上の飲料冷却ヘッドに接続される、コンプレッサおよびコンデンサアセンブリ等の冷蔵構成要素とともに構築されてもよい。好ましくは、カウンタトップ急冷器は、小占有面積を有し、ソーダ水フラッペマシンに類似し得る。したがって、ユニットはまた、フルーツジュース、アルコールカクテル、またはワイン等の他の飲料を急冷するために使用されてもよい。
【０００９】
統合型淹出器−急冷器アプライアンスの実施形態は、淹出された飲料流を直接出力（例えば、ホットコーヒー用のカップ）または急冷容器のいずれかに選択的に通過させるための機械的または電気的に動作されるバルブを含む。統合型アプライアンスはさらに、冷媒構成要素の動作とデバイスの加熱／淹出サイクルを協調させ、例えば、最初に、冷媒を圧縮する、または急冷器容器またはコイルを予冷する、制御電子機器を含んでもよい、または冷媒圧縮タイミングおよび流体フロー方式を変動させる、および／または選択的に切り替え、デバイスが、高温飲料の少なくとも最初のカップをフラッシュ冷却する、および／または直接（より大きい容器または冷蔵アセンブリとともに構成される場合）、または高温飲料が淹出されるにつれて、制御された時間または間隔でいくつかのより小さいカップサイズの流動を連続的に冷却することによってのいずれかにおいて、より大きい、例えば、ガラスポッドサイズバッチの２４、３０、または４０オンスのホットコーヒーを効率的かつ効果的に冷却することを可能にする、電力制御要素を含んでもよい。制御および切替要素は、最初にオンに切り替えられると、冷蔵構成要素が給電されるように設定されてもよい。これは、コンプレッサ、蒸発器、およびコンデンサが、高温の淹出されたコーヒーの流れが最初に生じてからまもなく、動作準備状態を達成することを保証する。
【００１０】
本発明はまた、加熱器およびコンプレッサモータの電源切替が、総電力消費量を所望のピークの家庭用アプライアンス電力消費レベル以下、例えば、１，２００ワット以下、または９００ワット以下、または６００ワット以下に限定するように、オフセット間隔において、選択可能または自動化された制御下でもたらされる、実施形態を検討する。そのような制御は、プログラムされてもよく、加えて、全ての電力を使用する構成要素の長時間の連続または同時の動作を要求せずに、または淹出間隔と冷却間隔との間に遅延を被らずに、高速かつ効果的な淹出および単一通過冷却を達成するように、フローバルブを制御し、冷媒アセンブリに給電しながら、冷却につれた容器、容器内容物、および／または淹出の初期温度を検出する、熱センサに応答してもよい。本実施形態では、冷却体または容器の熱質量および冷媒システムの冷却率または能力は、最初のカップを淹出し、フラッシュ冷却する一方、随意に、淹出されるにつれて、より低率で後続のコーヒーのフローを冷却するように、冷却体または容器を部分的に予冷することによって、効果的に動作するように最適化されてもよい。本配列を用いることで、本アプライアンスは、１杯のコーヒーをフラッシュ冷却するが、冷媒圧縮および流体の接触冷却のための熱伝導プロファイルに固有の時間遅延と、ドリップ淹出またはＫカップコーヒー機構の水加熱およびホットコーヒー流率の特徴的遅延とを利用することによって、高電流消費量のピークまたは持続時間を低下させる。
【００１１】
現在好ましい実施形態は、ホットコーヒーを淹出する、淹出器部分と、ホットコーヒーが急冷されるように選択的に輸送され得る、急冷器部分と、ホットコーヒーを直接出力ポートに通過させるか、または出力に通過させる前に、ホットコーヒーを急冷器部分の中に選択的に迂回させるかのいずれかである、フローセレクタまたはバルブとを有する、１杯用淹出器−急冷器デバイスである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明のこれらおよび他の特徴は、本明細書の説明および本明細書に添付の請求項とともに検討される、以下の図を参照することによって理解されるであろう。
【図１】図１は、コーヒーを選択的に淹出する、または淹出し、急冷するためのアプライアンスおよびシステムフローの実施形態の機能要素および編成を図式的に図示する。
【図２】図２は、飲料冷却器の温度−エントロピ図上の熱伝達冷媒の理想的状態を示す。
【図３】図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、および３Ｄは、一例として、急冷器アプライアンスの冷媒アセンブリにおいて有用なコンプレッサ、コンデンサ、スロットルバルブ、および蒸発器要素を示す。
【図４】図４は、統合型急冷器構造の試験および検証の間のいくつかの混合器およびコンデンサ変動に伴って達成される測定された冷却時間を示す。
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、統合型家庭用淹出器／急冷器アプライアンスの右および左正面斜視図を示す。
【図６】図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、コーヒー淹出器の中への冷蔵要素の統合を図示する、図５のアプライアンスの左背面斜視図を示す。
【図７】図７Ａおよび７Ｂは、高温（図７Ａ）および低温（図７Ｂ）飲料選択機構の動作を図示する。
【図８】図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、および８Ｄはさらに、図５−７のアプライアンスの選択可能急冷カップの構造詳細を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、瞬時に冷やされたコーヒーを「淹出」するためのアプライアンスとしての本発明の実施形態の機能要素および編成を図式的に図示する。アプライアンスの動作は、ホットコーヒーを淹出するステップと、そのように生成された飲料を急冷するステップとを伴い、アプライアンスの急冷または冷蔵構成要素は、熱負荷および淹出経路に合体され、１杯のアイスコーヒーを急速に生成するように定寸され、位置付けられ、動作される。
【００１４】
図１の上側部分は、水が水リザーバ１１からポンプ１３によって加熱チャンバ１２の中に圧送され、加熱チャンバが、空気ポンプ１４によって加圧され、加熱された水を通路に沿ってポッドまたはＫカップまたはフィルタコーンコーヒー淹出器等の淹出器段階１５の中に押進させ、したがって、高温の淹れたてのコーヒーを淹れる、従来の家庭用コーヒー淹出器構造に従うように図示される、アプライアンスの淹出器段階を示す。そのように生成されたホットコーヒーは、淹出器段階１５の底部から、直接カップ１６に通過するか、またはコーヒーを冷却し、アイスコーヒー出力を形成する、冷却チャンバ１８の中に通過するかのいずれかである。ユーザが、「ホット」コーヒーを選択すると、淹出は、冷却要素に接触せずに、冷却チャンバの中心を通る流路に追従し得る。そのような配列は、以下でさらに議論され、図５−８に図示される。
【００１５】
図１の下側部分は、アプライアンスの冷蔵構成要素の配列と、ホットコーヒー淹出器段階とのそのインターフェースと、蒸発器コイルを冷却するための動作とを図式的に図示する。アイスコーヒーを生成するために、アプライアンスの冷蔵部分および淹出器部分は、冷却チャンバ１８内で重複し、淹出器段階１５からのコーヒーは、冷却間隔の間、留保され、蒸発器コイルに接触する。ホットコーヒー出力が選択されると、冷却チャンバは、単に、バイパスされる。図１に示されるように、アプライアンスの冷蔵部分は、冷媒をコンデンサ２２の中に圧縮および駆動する、相変化冷蔵コンプレッサ２１を含んでもよい。コンデンサは、ファンまたはファンのアレイによって冷却され、凝縮または圧縮の熱をより良好に消散させてもよい（図中のＱｃｏｎｄによって示される）。コンデンサから、冷媒は、スロットルバルブ２３を通して拡張し、さらに冷却された流体として、蒸発器コイル２４に進入する。蒸発器コイル２４は、冷却チャンバ１８内に位置付けられ、接触によって、淹出器のホットコーヒー出力を冷却し、飲料から熱を吸収する（Ｑｅｖａｐとして示される）。冷媒は、次いで、次の圧縮サイクルのためにコンプレッサ２１に進入する前に、アキュムレータ２５を通過する。冷蔵流体の状態は、コンプレッサに進入する状態１から開始し、コンデンサに進入する圧縮されるが加熱された状態２まで、図１における冷媒サイクルの種々の点で変化し、熱は、排除され、状態３に到達し、次いで、スロットルバルブ２３を通して通過するにつれて、拡張および冷却し、状態４を達成し、再び、次の圧縮サイクルの準備ができたアキュムレータ内の状態１に戻る前に、飲料から熱を吸収するための冷却された熱交換媒体として蒸発器に進入する。
【００１６】
図２は、状態１−４に対応する温度−エントロピ図を示し、冷媒を圧縮する際およびホットコーヒーを冷却する際に行われる仕事を図示する。
【００１７】
背景および技術的詳細として、本出願人は、上記で引用され、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１５年１１月１３日に米国特許庁に出願された米国仮特許出願第６２／２５４９９３号に基づき、それに関連することを記載する。本仮出願は、効果的に瞬時にアイスコーヒーを淹れるように、淹出器に合体された冷媒部分を伴う、家庭用アイスコーヒーアプライアンスのプロトタイプの理論および動作特性を説明しており、蒸発コイルまたは冷却プレートを駆動する冷媒コンプレッサを用いた流体冷却と、いくつかの異なる流体混合または撹拌方式によって影響されるコーヒーの冷却率とを含む、その中に説明される冷却要素のいくつかの構成の熱交換有効性と、実際のまたは特徴的な飲料冷却時間の調査を報告している。本仮特許出願はまた、自立式急冷器、統合型淹出器−急冷器、および１回分用Ｋカップ淹出器上にモデル化された、またはピッチャサイズドリップ淹出器上にモデル化されたアイスコーヒーアプライアンスの改良された実装のための配列を提案している。読者は、飲料冷却器の効果的実装のための技術の説明のためのその図、分析モデル、および技術的評価および代替構造と、意図され、望ましい実施形態を図示する、理論、ハードウェア、アプリケーション、および種々の試験手順または結果、および本発明の実施形態によって達成される、またはそこにおいて達成可能な性質および範囲、能力、および動作特性を定義する、技術的要因の解明を含む、関連要因および一般的考慮点とともに、本願の全文および開示を参考にすることが推奨される。
【００１８】
本明細書の関連として、本出願人は、数分を優に下回る急冷時間が、小型（５００ワット以下の分数馬力）冷蔵コンプレッサを使用して達成され、急冷が、撹拌または混合機構を冷却チャンバ１８内に提供し、熱交換率および冷却の均一性を改良し、蒸発器コイル上への氷の形成を回避することによって向上されることを見出した。これらの熱計算および原理証明実験は、修正された冷蔵サイクルと、１杯またはバッチのホットコーヒーとの効果的熱交換接触のために定寸される受容容器またはチャンバと熱接触する、カスタム蒸発器とを伴う、構成要素を適合させることによって行われた。実験は、組み合わせられた加熱および冷却要件のために約１キロワット以下の達成可能標的電力使用量と、２分以下の冷却時間の達成と、１杯分またはガラスポッドサイズのオンデマンドのコーヒー急冷器の構成要素のための好適な寸法および材料とを識別および確認した。サイズおよびスケールは、急冷器アセンブリの実施形態が、従来のコーヒーメーカーの切替、流体加熱、および流体輸送構成要素と統合され、コーヒーメーカーの熱負荷に合致され、家庭用のカウンタトップアプライアンス内において、オンデマンドで、ホットコーヒーまたはアイスコーヒーを選択的に提供する、向上された性能の一体型コーヒー淹出器−急冷器付き分注装置を形成し得るようなものである。
【００１９】
したがって、寸法、電力、および熱特性は、低範囲内に収まり、集合的に、高温飲料の高速かつ効果的冷却を達成するように立案される。加えて、アプライアンスは、冷媒ベースの冷却サイクルを動かすコンプレッサを含むため、いくつかの実施形態ではまた、連続またはほぼ連続冷却モード（例えば、具体的動作温度を達成または維持するための制御下で）で起動し、非限定カップ数のホットコーヒーを連続的に冷却する、またはより長い時間にわたって提供されるより大きい体積をよりゆっくりと冷却するように動作してもよい。統合型アプライアンスのそのような実施形態は、したがって、大規模な機能またはイベントのために適合され、本発明は、典型的家庭用または小規模オフィスの食堂状況に限定されない。
【００２０】
大まかなシステム図から、デバイスの基本機能は、オンデマンドで、希釈せずに、少量バッチの液体を急速に能動的に冷却することである。より具体的には、お茶またはコーヒー等の高温飲料を淹出するために、アプライアンスは、飲料を淹出し、次いで、「沸点近傍」から「冷温」まで冷却し、冷却は、一般的な１回分の家庭用淹出器の淹出時間と同等の短時間間隔でもたらされる。例証として、１５０°Ｆを超えるコーヒーの冷却温度降下は、１分以下または２分以下の動作時間以内にもたらされる。冷却要素を冷却容器の周辺の周囲に配列することによって、デバイスは、ホットコーヒーが所望されるとき、手動セレクタが、熱の損失を伴わずに、淹出流に単に冷却容器の中心を通過させることを可能にするように構成されてもよい。統合型淹出／急冷アプライアンスの実施形態はまた、冷却された液体の温度を感知するためのセンサ、および／または冷却剤サイクルを制御するための、または流体流を適宜別個の「高温」または「急冷」経路に沿って受容カップに迂回させるための、制御回路とともに構成されてもよい。いくつかの実施形態では、出力温度を制御するか、または、入力温度および出力温度の両方を制御することによって、アプライアンスは、急冷器専用として構成され、あまり極端ではない初期温度から、例えば、室温またはワインセラー温度から、急冷または凍結近傍温度まで、アルコールベースのカクテル等の他の飲料を急冷するように動作するように構成されてもよい。
【００２１】
アプライアンスの構造は、カウンタトップの１回分用コーヒー冷却アプライアンスとしての例証的実施形態の説明から始めることによって、最も理解されるであろう。
【００２２】
プロセスフローの観点から、冷蔵サイクルは、バッチ冷却容器または受容容器と統合される。冷媒蒸発器は、容器チャンバ内に着座する螺旋コイルまたは容器の壁内に埋設された管を備えてもよく、熱を受容容器内の飲料から除去する（すなわち、冷却する）ように位置付けられる。飲料は、自動的に、容器の中に輸送される、またはいくつかの実施形態では、傾注され（手によって）、冷却持続時間にわたって保持され、次いで、例えば、手動動作式の栓を介して、容器の底部における自動切替式バルブを介して、または容器を除去し、急冷された飲料を傾瀉することによって、流出される。充填、冷却、および傾注機能は、好ましくは、コンプレッサ／冷蔵構成要素および適切なバルブを流体路内で作動させる、論理基板によって協調される。温度センサは、所望の温度終点（例えば、３５°Ｆ）を検出し、コンプレッサをオフにし、出力バルブを開放し、および／または新しい充填／冷却サイクルを開始してもよい。
【００２３】
図１の下側部分に示されるように、冷蔵ハードウェアは、コンプレッサと、コンデンサと、スロットルバルブと、アキュムレータとを含んでもよく、その実施例は、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、および３Ｄに示される。本ハードウェアは、標準的小型冷蔵庫または室内用空調設備構造のものに類似するが、１杯またはバッチの高温飲料を急速に冷却するタスクに具体的にスケーリングおよび適合され得る。蒸発器は、好ましくは、容器内に嵌合されるカスタムコイルとして提供され、螺旋、二重螺旋、または他の形状、または効果的冷却のために飲料容器とともに組み込まれた冷媒管によって冷却されるプレートであってもよい。円筒形冷却容器内に位置付けられる単一螺旋コイルは、効果的であることが見出された。好ましくは、混合機構もまた、高温飲料と冷却容器内の蒸発器アセンブリの流体接触表面との間の熱交換を加速するために提供される。混合は、特に、中程度または中間温度における熱伝達率を増加させる。
【００２４】
２つの混合機構が、良好に機能することが見出された。すなわち、ブレード混合（例えば、撹拌）および泡立混合である。これらは、流体の中に下方に延在する小型駆動部またはダイヤフラム式空気ポンプによって動かされる回転式撹拌器を用いて実装されてもよく、それぞれ、空気流を提供し、流体をかき混ぜる。ブレード混合（例えば、可動ベーンのアセンブリを用いて）は、いくつかの淹出物を用いる場合に泡立混合器から生じ得る、可能性として考えられる酸化または凝集効果を回避するために好ましい。混合の利点は、熱伝達係数を増加させることと、蒸発器要素、冷却部材、または容器の要求される表面積を減少させることと、蒸発器コイル上への氷の形成を回避することとを含む。
【００２５】
高温／低温コーヒー淹出アプライアンスでは、アプライアンスのコーヒー淹出部分は、先行技術の既存の淹出器の構造を採用することができる。しかしながら、冷却技術およびコーヒー淹出構成要素と冷却構成要素の統合は、新しく、かつ発明性があると考えられる。図５−８に関する以下の議論は、１つの基本的統合型淹出器／冷却器デバイスを図示する。
【００２６】
一般的飲料冷却器として、アプライアンスは、淹出デバイス内の段階としてではなく、独立型デバイスとして実装され、ユーザが、任意の飲料を急冷または処理することを可能にしてもよい。しかしながら、本技術を１杯用淹出器、優先的には、Ｋカップまたは他の１杯用コーヒー製品の中に統合するために、アプライアンスは、好ましくは、好適に狭い占有面積を達成するために、回転式冷媒コンプレッサとともに、かつ従来の淹出デバイスを拡張し、通常通りのホットコーヒーまたは「高温で淹出され、低温で供給される」アイスコーヒーを供給するためのオプションを提供するように、冷蔵構成要素および流体路を制御するために、コントローラカードおよびユーザ制御ボタン、スイッチ、および流体バルブとともに構成される。本出願人は、淹出および冷却動作をこのように統合するが、優れた風味および鮮度を有するアイスコーヒー製品をもたらすことを見出した。淹出ヘッド内の単純ばね荷重バルブは、複雑な電子機器または制御回路を要求せずに、信頼性のある単一スライド式ユーザ動作を提供し得る。
【００２７】
アプライアンスの動作は、コーヒー受容冷却容器を冷却し、カウンタトップ動作のために定寸される、冷媒ベースの冷却モジュールを伴う、その基本動作の熱特性を参照することによって理解されるであろう。図１は、アプライアンスの実施形態の機能要素およびそのシステムフロー図を図式的に図示する一方、図２は、対応する理想的状態（瞬時）をＴ−ｓ（温度−エントロピ）図に示す。図１の左側に示されるように、冷媒は、状態１における飽和蒸気として開始し、コンプレッサを通過し、圧縮された状態２またはより高温におけるコンデンサ圧力を達成する。コンデンサコイルでは、圧縮の熱が、冷媒から排除され、コンデンサから周囲空気の中への熱流Ｑｃｏｎｄは、状態３において圧縮された冷媒の温度を降下させる。コンデンサに指向されるファンまたは小型ファンのアレイが、いくつかの実施形態では、空気循環を提供し、十分な熱伝達を保証し、コンデンサの過熱を回避するために提供される。状態３から、圧縮された冷媒は、スロットルバルブを通過し、これは、冷却された圧縮冷媒の流動を状態４に調整し、これは、次いで、蒸発器コイルの中に通過する。図１に示されるように、蒸発器コイルは、飲料容器との熱交換位置に設置される、またはその中に位置付けられ、そこで、飲料からの熱流Ｑｅｖａｐを冷媒流体の中に吸収させることによって、飲料を冷却し、これは、拡張または蒸発し、アキュムレータを通過し、故に、再び、コンプレッサ段階の中に通過する。したがって、状態４から１まで、熱は、蒸発器内で高温飲料から冷媒の中に伝達され、これは、次いで、別の圧縮／冷蔵サイクルに通過する。アキュムレータは、液体がコンプレッサに進入することを防止するために位置付けられる。図１では、飲料容器は、コーヒー淹出器の出力に対応する、図の右側に図式的に図示される。実際は、蒸発器コイルは、コーヒー淹出デバイスと統合されてもよく、容器は、蒸発器の周囲に嵌合し、コーヒーを蓄積および浮上させ、蒸発器をホットコーヒー中に浸漬させる、バヨネット搭載型コーヒー受容カップであってもよい。図２の温度−エントロピ図は、上記に説明される状態（１）−（４）を図示する。実際は、３００〜５００ワットモータを用いて動作する好適な冷蔵アセンブリが、説明される家庭用コーヒー急冷器の効果的動作のために十分であることが見出された。
【００２８】
冷却部分のハードウェア構成要素またはサブシステムは、小型室内用空調設備または個人用のドミトリースタイルの冷蔵庫等の一般的消費者製品の対応する部分から適合される、またはそれに類似してもよい。本タイプの典型的構成要素は、技術的考慮点に関するいくつかの属性の議論とともに、図３Ａ−３Ｄに図示される。ハードウェア要素（コンプレッサ、コンデンサコイル、蒸発器コイル）は、全体的体積に適合するように定寸および成形され、ある実施形態では、カウンタトップアプライアンスの審美的設計またはスタイリッシュな形状を構成するように設計される。したがって、例えば、モータおよびコンプレッサは、直径約１０〜１２ｃｍ×高さ２５〜３０ｃｍの円筒形機能ユニットを形成してもよい。コンデンサコイルは、アプライアンスの背面上に位置付けられ、ファンまたは小型ファンユニットのアレイによって冷却される、約２０×３０ｃｍの長方形平面アレイを構成してもよく、蒸発器経路は、淹出／ドリップ経路の下側部分内に嵌合し、高温飲料を受容する、カップ形状のチャンバまたは容器内に浸漬するために位置付けられる、螺旋管から成ってもよい。
【００２９】
図３Ａは、回転式（左画像）および往復運動式（右画像）コンプレッサ機構を含み得る、いくつかのコンプレッサオプションを示す。両方とも、容量式コンプレッサであって、低冷媒流用途のために効率的に動作し、両方とも、一般に、空調および冷蔵用途において使用される。回転式コンプレッサは、図３Ａの最左に示されるような液体アキュムレータを含んでもよく、これは、液体がコンプレッサ段階に進入しないことを保証する。性能観点から、両コンプレッサは、十分であって、アプライアンス内への組み込みのためのコンプレッサの選択は、コストおよびレイアウト考慮点によって促され得る。ブレッドボードおよび初期熱分析のために、ＬＧ  ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された５，０００ＢＴＵ空調設備からの回転式コンプレッサが、効果的冷却および１杯用淹出器または手動傾注式ホットコーヒーとのインターフェースのために構成される、縮小サイズコンデンサおよび蒸発器とともに採用された。
【００３０】
アプライアンスは、人気のある家庭用コーヒー淹出器のものに類似する、カウンタトップ上の占有面積を占有し、それらのように、コーヒー淹出動作の開始、およびコンプレッサの冷却および／または予冷動作の開始、ホットコーヒーの冷却、冷却サイクルの終了、いくつかの実施形態では、出力ポートまたは受容カップへの冷却された飲料の自動通過等、アプライアンスに一意の動作のような特徴を設定するために動作し得る、プログラマブル制御チップを含んでもよい。図示される回転式コンプレッサは、ＫｅｕｒｉｇまたはＣｏｆｆｅｅＭａｔｅ淹出器等の家庭用コーヒー淹出器に類似するサイズおよび全体的形状を提案し、本全体的外観は、プロトタイプ構造のために選択された。
【００３１】
種々のオプションが、冷媒モジュールのコンデンサ部分を形成するために実装されてもよい。図３Ｂは、いくつかの可能性として考えられるコンデンサ構造を図示する。左側は、強制対流（ファン駆動式）空調設備に一般的な管およびフィン配列を示し、右側は、例えば省電力または持続動作式冷蔵庫内に一般に見出される、自然対流タイプを示す。コンパクトかつ安価なカウンタトップアプライアンスを達成するために、強制対流タイプコンデンサコイルを使用することを決定した。
【００３２】
図３Ｃは、いくつかの単純スロットルバルブ構造を示す。左側は、毛細管を示す一方、右側画像は、圧力または流量低減オリフィスを図示する。意図される飲料サイズおよび既知の開始温度に関する冷却タスクの規模が、固定スロットルバルブの明確な定義を可能にするため、可変面積式バルブは、コストおよび最小限の制御のために検討されなかった。毛細管は、ライン内の擾乱にあまり敏感ではなく、効果的でありかつ空調設備等と同等の冷却用途において一般に使用されることが見出されているため、選定される。
【００３３】
図３Ｄは、蒸発器のいくつかの可能性として考えられる実装を図示する。左側は、飲料中への浸漬のための裸の螺旋形状の管を示す。右側は、冷却板タイプの熱交換器を示し、中間材料が、平坦飲料インターフェースを提供するために使用される。冷却板構造の使用は、コストを増加させ、潜在的に、特に、冷媒ラインと板表面との間に存在し得る、任意の空隙（約０．００１インチの小間隙でさえ）に対して、熱抵抗を導入するであろうが、清掃性が、伸長または二重螺旋渦巻蒸発器コイルを使用する際の潜在的トレードオフとなるであろう。しかしながら、淹出されたコーヒーの成分が、熱交換接触表面上に接着または蓄積する場合、細菌性ではないまでも、最悪の場合、審美的残留物を構成し、したがって、冷却有効性の性能考慮点は、裸のコイル蒸発器をアプライアンスの実装のための第１の選択肢にするであろう。
【００３４】
飲料冷却アプライアンスの実施形態では、混合機構もまた、望ましくは、蒸発器と周囲流体との間の熱伝達を向上させ、要求される表面積、したがって、サイズを低減させ、流体が蒸発器に接触するにつれた氷形成を防止するために、蒸発器／冷却容器のために提供される。２つの機構が、検討された。（１）流体を撹拌するためのモータ駆動式ブレード、パドル、泡立て器、またはプロペラ、そして（２）水槽内で使用されるものに類似する、またはラテマシンの泡沫器と圧力において同等であり得る、空気コンプレッサ駆動式泡沫器／気泡放出器。
【００３５】
いくつかの冷媒が、Ｒ１３４ａおよびＲ４１０ａを含め、検討された。Ｒ１３４ａは、現在、住居用途においてより一般に使用されているが、フッ化炭素混合物Ｒ４１０ａが、より優れた性能もたらすと考えられ、環境上の理由から、住居用途における主力候補として移行される可能性が高い。これらの理由から、Ｒ４１０ａが、アプライアンスのために現在好ましい。
【００３６】
熱モデル化が、１２オンスのカップのコーヒーを２分以内に２００°Ｆから３５°Ｆまで冷却すると大まかに想定して、冷却のプロセスのために行われた。コーヒーから冷媒への時間平均された蒸発器熱伝達は、以下となる。
【００３７】
【化１】
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【００３８】
３の性能の冷却係数を仮定すると、コンプレッサ電力は、以下によって求められる。
【００３９】
【化２】
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【００４０】
エネルギー平衡は、コンデンサ内で冷媒から空気への熱排除を与える。
【００４１】
【化３】
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【００４２】
熱交換器の観点から、蒸発器熱伝達は、以下によって求められる。
【００４３】
【化４】
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【００４４】
式中、Ｕｅｖａｐは、全体的熱伝達係数であって、Ａｅｖａｐは、コーヒー／熱交換器界面表面積であって、ΔＴｅｖａｐは、コーヒーと冷媒との間の温度差である。全体的熱伝達係数１，０００Ｗ／ｍ２／Ｋ（強制対流、水）および温度差６０°Ｆを仮定すると、熱伝達表面積は、以下となる。
【００４５】
【化５−１】
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【００４６】
【化５−２】
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【００４７】
同様に、コンデンサに関して、１００Ｗ／ｍ／Ｋ（強制対流、空気）および温度差２０°Ｆと仮定すると、以下となる。
【００４８】
【化６】
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【００４９】
コンプレッサおよびスロットルバルブは、上記の冷却負荷のための従来の冷蔵部分の仕様を使用して調達されることができる。コンプレッサの大まかな仕様は、冷媒タイプに応じて、体積流率０．５〜１．０ｃｆｍおよび圧力上昇１００〜２００ｐｓｉである。スロットルバルブの大まかな仕様は、毛細管内径０．０４０〜０．０５０および管長２〜３フィートである。上記の性能計算は、時間平均された大まかな推定である。精緻化された最適化は、詳細な分析およびハードウェア試験を用いて達成される。しかしながら、例証として、いくつかの試験手順の簡単な概要が、本明細書に含まれる。
【００５０】
モデル化の確認のために、５０００ＢＴＵ／時の窓用空調設備（Ｒ４１０ａ）が、分解され、好適サイズの蒸発器熱交換器と置換された。性能レベルは、前述の仮特許出願に報告されており、初期製品設計のために、螺旋蒸発器コイルを用いることが決定された。試験はさらに、混合がコイル上への氷形成を防止するために効果的であったことを示した。測定が、数回の混合過程の間に行われた。
【００５１】
図４は、いくつかのプロトタイプ混合器および蒸発器変形例に関する冷却過程試験結果のサブセットを示す。飲料温度変化は、大まかに、２００〜４０°Ｆであった。計算は、コンデンサが所望のレベルの性能のために約２倍の大きさのサイズであることを示し、これは、続いて、試験において検証された。４ブレードの混合器が、８ブレードのものより良好に機能し、収穫逓減が、速度に対して示され、中程度の速度のみが必要とされるであろうことを図示する。興味深いことに、空気混合が、ブレード混合と同等であることが見出され、したがって、空気対ブレード混合の選択肢が、好ましくない風味または味わいが泡沫によって導入されないことを前提として、最終アプライアンス製品設計に対して開かれていると見なされ得る。コイル周辺の周囲を回転するパドル−ホイールベーン配列もまた、好適と見なされる。プロトタイプ試験は、標準的冷蔵構成要素である、コンプレッサ、コンデンサ、スロットルバルブ、およびアキュムレータハードウェアと、カスタムのコイルであるが比較的に標準的な形状の螺旋であった蒸発器とを使用して、オンデマンドのバッチ冷却性能を伴う、統合型または自立式コーヒー冷却器の構造を完全に確認および可能にした。円筒形飲料冷却容器内の螺旋蒸発器コイルは、オンデマンドの高速冷却を急速かつ効率的に行った一方、いくつかの異なる混合機構、すなわち、ブレード混合および泡混合のいずれかの追加は、性能を向上させ、コイルのアイシングを防止し、連続バッチ冷却タスクにおいて持続的に動作し、個々の供給量を可能性としては反復ベースで要求し得るイベント用のケータリング等の累積的に大規模なタスクに対処する能力を実証した。前述のように、混合の他の利点は、コイル上への氷形成の防止に加え、熱伝達係数を増加させることと、表面積要件を減少させる、したがって、アプライアンスを具現化するコンソールまたはユニットの設計および視覚的外観における空間および重量の制約を除去することとを含む。
【００５２】
図５Ａおよび５Ｂは、ポッド型淹出器５０内で具現化されるような本発明の統合型淹出器／冷却器を図示し、右正面（図５Ａ）および左正面（図５Ｂ）からの斜視図を示す。アプライアンスは、オン、オフ、低温、またはスタンバイのための１つまたはそれを上回る好適な有線ボタンスイッチと、準備完了または淹出中等のステータスを報告するための１つまたはそれを上回るＬＥＤステータスインジケータライトとを含み得る、制御パネル５２を有する。ユーザ充填式水リザーバ５３は、アプライアンスの左側を占有する一方、右側は、ポッドまたはフィルタタイプ淹出器ヘッド５５から成り、これは、着目すべきこととして、ポッドまたはフィルタ（以下でさらに図７Ａおよび７Ｂに関連して議論される）のレベルにおける高温／低温セレクタハンドル５６と、淹出ポッドの垂直方向下方かつドリップトレイ６０の垂直方向上方に位置する、急冷器カップまたは容器アセンブリ５７とを含む。
【００５３】
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、統合型アプライアンス５０の後方および左からの斜視図であって、冷媒ユニット統合の詳細を示す。コンデンサコイルアセンブリ６２は、アプライアンスの本体の背面部分を形成する、冷却塔または空気ダクト６５を通して、ファン６３ａ、６３ｂ（コンデンサコイル６２の下方のファントレイ６４内に位置付けられる）によって提供される冷却空気を輸送する役割を果たす、カバープレート下のアプライアンス５０の背面表面上に搭載される。本配列は、小型冷蔵アセンブリの全体的冷却能力を改良しながら、冷媒熱消散要素と冷却容器との間にある程度の熱隔離を提供する。
【００５４】
正面斜視図に戻ると、図７Ａおよび７Ｂは、淹出バスケットアセンブリの詳細と、図５Ａの高温／低温セレクタハンドル５６および冷却容器５７との動作とを図示する。図７Ａは、高温位置における高温／低温セレクタを示し、淹出バスケット７１および冷却容器５７の対応する位置は、図７Ａの下側部分に示される。本位置では、淹出バスケット７１の底部における出口通路７２は、直接、容器５７の中心出口通路５７ａに進入し、ホットコーヒーが、中心領域の周囲の円周に位置付けられる、蒸発器コイル８０（図８Ｂ−８Ｄ）に接触せずに、通過し、ドリップトレイ６０上に静置するコーヒーカップの中に真っ直ぐに落下することを可能にする。図７Ｂは、セレクタハンドル５６が低温またはアイスコーヒー位置への右に移動されたときの対応する図を示す。本運動は、淹出バスケット出口通路７２を中心からずらし、したがって、もはや中心ホットコーヒー出口５７ａと整合されず、したがって、高温淹出物を冷却容器の中に流動させ、それを充填し、蒸発器コイルに接触し、コーヒーを急冷させる。
【００５５】
図８Ａ−８Ｄは、そのような動作のための冷却容器および蒸発器コイルのさらなる詳細を図示する。示されるように、蒸発器コイル８０は、略周辺領域を充填する一方、通路５７ａを通るホットコーヒーは、中心の近傍に位置し、淹出バスケット出口７２（図７Ａ）と整合されるように位置付けられる。図８Ｄに最良に見られるように、接触バルブをその上部表面に有し、淹出バスケット出口７２によって直接接触されないとき、閉鎖し得る、高温バイパス通路５７ａは、開放バイパス導管５７ｂに通じ、これは、高温流を近傍蒸発器コイルから離し、高温淹出物が、急冷カップをバイパスし、ユーザのカップに真っ直ぐ滴下することを可能にする。しかしながら、淹出バスケット出口７２が、通路５７ａ、５７ｂと整合されないと、ホットコーヒーは、上部プレート５７ｃ上に落下し、側面または周辺領域に運ばれ、飲料が冷却されるように、蒸発器コイルにわたって流動する。本配列では、螺旋蒸発器コイルは、容器の中心本体と外壁との間の狭小なまたは緊密に嵌合する環状領域内に位置付けられ、冷却の速度および効率を保証してもよい。図８Ｃに最良に見られるように、蒸発器アセンブリまたは容器はさらに、円周に搭載された斜めベーン８５のセットを含んでもよい。これらは、パドル−ホイール運動においてモータまたは駆動歯車によって駆動され、高温液体を蒸発器コイルを通して半径方向に偏向または駆動し、蒸発器コイルを囲繞する急冷カップの環状領域内に貯留されたコーヒーの冷却率を向上させてもよい。開放カップ内ではなく、環状容器内にコイルを位置付けることは、局所化された氷蓄または熱非均一性を導入せずに、効果的熱伝達および冷却のために、コイルの実質的浸漬度を保証する。
【００５６】
図７および８は、電動式バルブを伴わずに、バイパスまたは冷却する動作を達成するための淹出バスケットおよび急冷容器通路の具体的配列を図示するが、図示される手動式セレクタ機構は、ポッド、Ｋカップ、フィルタ、またはエスプレッソタイプコーヒーマシンの種々の一般的淹出バスケットに容易に適合可能であって、さらに、そのような機械的流動セレクタは、代わりに、プッシュボタン、電動式バルブ、セレクタ、および／またはポンプ機構によってもたらされてもよいことを理解されたい。さらに、混合は、種々の実施形態では、アイシングを伴わずに、高速効率的熱伝達のために、コーヒーを蒸発器コイルに対して激突させるように、冷却容器内の種々のパドルまたは泡立て器またはプロペラ−タイプ撹拌または流動偏向または再循環機構によって実装されてもよい。要素のレイアウトは、冷却機構が、異なる全体的形状、サイズ、または側面のホットコーヒー淹出器と統合される、またはその下に手動で位置付けられるべきとき、適宜変動されてもよいことが、当業者によって理解されるであろう。
【００５７】
さらに、淹出区分の構造体もまた、広範囲の構造内で変動されてもよい。したがって、例えば、従来のＫカップまたはポッドタイプまたは他の淹出器は、カップまたはポッドの挿入のために、またはコーヒーおよびドリップフィルタの設置のために、若干持ち上げられる、一般に上蓋を有するが、本発明の淹出ヘッドは、前方に引動され、コーヒー装入物の挿入を可能にし、それによって、カウンタトップ上での動作のために要求される垂直隙間を低減させる、引き出し機構とともに構成されてもよい。引き出しタイプ実施形態では、高温／低温コーヒー経路はまた、異なるように実装されてもよく、例えば、異なる引き出し位置に対応してもよく、これは、コーヒー装入物を直接出力のための異なる通路にわたって位置させる、または蒸発器冷却器を迂回させるように動作する。また、図６の実施形態は、概して、熱排除コンデンサをアプライアンスの広背面表面上に設置し、その効率を強制空気輸送ファンアセンブリによって拡張させるが、両側のコンデンサ位置もまた、実行可能であって、受動空気流は、アプライアンスが、大世帯またはカフェでの使用ではなく、時折の１杯用または低体積動作のために意図されるときには十分であり得ることを理解されたい。他の変形例は、先行技術の異なる既存の淹出機構を組み込む、それから開始する、またはそれと協調してもよく、水または淹出されたコーヒーのいずれかを異なる経路に沿って指向するための説明される手動セレクタではなく、モータ式圧送型の電動式バルブのための蒸気圧と、淹出アセンブリに関連して異なるように位置付けられる急冷器容器とに置換してもよい。
【００５８】
本発明が、上記のように開示され、代表的実施形態が説明されたが、さらなる変形例、および修正が、当業者に想起され、全てのそのような変形例および実施形態は、本明細書および本明細書に添付の請求項に記載される本発明内に包含されるものと見なされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際調査報告】
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