УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ НА ОСНОВЕ НАСТАИВАНИЯ ДЛЯ ЗАВАРИВАНИЯ НАПИТКА
DEVICE AND METHODS BASED ON INFUSION FOR BREWING BEVERAGE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится в целом к устройству для настаивания и способам заваривания напитка.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен способ приготовления ароматизированного напитка посредством настаивания твердого заварочного материала в жидкости для придания жидкости вкуса и аромата заварочного материала. В частности, известен способ приготовления напитка посредством настаивания заварочного материала в воде. Например, известен способ приготовления чайных и кофейных напитков посредством настаивания соответственно чайных листьев или молотых кофейных зерен в горячей воде.
Знатоки считают, что из множества способов заваривания кофе во всем мире способ приготовления кофе в кофейнике френч-пресс является одним из лучших с точки зрения вкуса и эффективного использования молотого кофе. В кофейнике френч-пресс кофе заваривают посредством помещения молотого кофе в пустой контейнер и добавления горячей воды. После настаивания молотых кофейных зерен в течение нескольких минут нажимают на плунжер для перемещения перфорированного диска и фильтра вниз через заваренный напиток с удержанием кофейной гущи у основания контейнера. Затем кофе может быть налит из контейнера для его употребления. В некоторых случаях контейнер выполнен в форме кофейной чашки, и кофе пьют непосредственно из контейнера.
При способе приготовления кофе в кофейнике френч-пресс молотые кофейные зерна тщательно смачивают в воде, что обеспечивает высвобождение вкуса, масел и аромата и позволяет получить насыщенный вкусом и ароматом заварной напиток. Правильное смачивание является очень важной функцией для приготовления вкусной чашки кофе. Количество молотых кофейных зерен, время контакта с водой и температура воды во время заваривания являются факторами, которые играют важную роль в приготовлении желаемой чашки кофе. Молотый кофе состоит из ячеек, и каждая из этих ячеек содержит некоторое количество экстрагируемых кофейных твердых частиц. В свежем кофе углекислый газ также захвачен в этих ячейках, и смачивание высвобождает этот газ. Это иногда называют блумингом или предсмачиванием кофе. Когда кофе подвергают экстракции, достигается момент, когда кофейные экстракты приобретают светлую окраску, известную как блондинг или крема. Эти факторы усиливают вкус и текстуру и обычно указывают на то, что дополнительная экстракция молотого кофе приведет к извлечению горьких элементов.
Недостатком способа приготовления кофе в кофейнике френч-пресс является то, что кофейная гуща остается в контакте с заваренным кофе в контейнере после предпочтительного периода настаивания, так что заваренный кофе со временем имеет тенденцию становиться очень крепким и горьким. Таким образом, обычно рекомендуют удалять кофе сразу в конце предпочтительного периода настаивания.
В US 6422133 В1 описан модифицированный кофейник френч-пресс, в котором к плунжеру прикреплен куполообразный буферный элемент над перфорированной пластиной и фильтром в попытке отделить кофейную гущу от уже настоянного кофе после опускания поршня. Однако такая компоновка не является в полной мере удовлетворительной, поскольку буфер не может полностью отделить настоянный кофе от кофейной гущи таким образом, чтобы это не приводило к трудности опускания буфера через кофе. Соответственно, на практике конструкция буфера является компромиссом между обеспечением возможности прохождения текучей среды через него или вокруг него таким образом, чтобы он мог быть опущен, и эффективным отделением настоянного кофе над буфером от той части кофе, которая остается в контакте с кофейной гущей ниже буфера.
Известны и другие способы заваривания кофе, но они часто включают в себя использование дорогостоящего оборудования. Были разработаны кофеварки эспрессо для использования в коммерческих кофейнях. Хотя они производят кофе высокого качества, но могут быть менее эффективными в использовании молотых кофейных зерен, чем френч-пресс. При заваривании чашки кофе в кофеварке эспрессо обычно используют 10 г молотых кофейных зерен для получения 28,4 мл (1 унции) кофе, тогда как для приготовления аналогичной чашки кофе с точки зрения крепости, вкуса и аромата в кофейнике френч-пресс требуется менее половины этого количества молотых кофейных зерен. Широкое использование кофеварок эспрессо приводит к растущим потребностям в производстве кофейных зерен, что, в свою очередь, приводит к экологической нагрузке на лесные угодья, превращаемые в кофейные плантации.
Другие типы кофеварок, предназначенные для домашнего использования, требуют введения молотых кофейных зерен в специально разработанные, предварительно заполненные и запечатанные капсулы. Это ведет к образованию дополнительных отходов упаковки и может приводить к привязыванию потребителя к фирменным маркам кофе для использования в своей кофеварке.
Таким образом, существует потребность в альтернативных устройствах и способах на основе настаивания, которые устраняют или по меньшей мере уменьшают некоторые или все недостатки известных устройств и способов.
Кроме того, существует потребность в альтернативных устройствах и способах на основе настаивания для заваривания напитка, в которых заваренный напиток более эффективно отделяют от заварочного материала после настаивания.
В частности, существует потребность в альтернативных устройствах и способах на основе настаивания для заваривания кофе, которые учитывают экологические факторы и обеспечивают возможность заваривания чашки кофе, сопоставимой с чашкой кофе, получаемой при способе заваривания в кофейнике френч-пресс, или превосходящей ее.
К тому же, существует потребность в альтернативных устройствах и способах на основе настаивания для заваривания кофе, которые обеспечивают возможность приготовления кофе, по существу имеющего качество кофе, приготовленного в кофейнике френч-пресс, за меньшее время, чем в традиционном френч-прессе.
Помимо этого, существует потребность в альтернативных устройствах и способах на основе настаивания для заваривания напитка, которые могут быть предложены в многоразовых и одноразовых контейнерах.
Раскрытие сущности изобретения
Аспекты настоящего изобретения относятся к устройству и способам на основе настаивания для заваривания напитка.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается устройство на основе настаивания для заваривания напитка, содержащее контейнер, имеющий основание и стенку, проходящую вверх от основания и образующую внутренний объем, и перегородку, неподвижно установленную в контейнере для разделения внутреннего объема на верхнюю камеру выше перегородки и нижнюю камеру ниже перегородки, причем перегородка имеет периферийную область, герметично связанную со стенкой, и центральную область, имеющую по меньшей мере одно первое отверстие для соединения верхней и нижней камер по текучей среде, а за пределами центральной области перегородка по существу является воздухонепроницаемой, при этом устройство выполнено таким образом, что при использовании в нижней камере ниже перегородки заключен объем воздуха, когда контейнер наполнен жидкостью.
Перегородка может быть постоянно неподвижно прикреплена к контейнеру и может быть выполнена за одно целое с контейнером. Перегородка может быть выполнена как часть перегородочного блока, размещаемого во внутреннем объеме в заданном положении выше основания. Перегородочный блок может быть выполнен с возможностью прикрепления к стенке контейнера в заданном положении. В этом случае перегородочный блок может быть прикреплен к стенке посредством резьбового соединения между перегородочным блоком и частью стенки. В альтернативном варианте осуществления изобретения перегородочный блок может быть установлен внутри контейнера по скользящей посадке. В этом случае перегородочный блок может иметь распорную конструкцию для взаимодействия с основанием или любой другой частью контейнера для удержания перегородки в требуемом положении выше основания. Распорная конструкция может содержать множество стоек для взаимодействия с основанием. Распорная конструкция может содержать проходящую вниз стенку, которая взаимодействует с основанием контейнера. В одном варианте осуществления перегородочный блок содержит проходящую вниз стенку и второе основание, которые образуют камеру ниже перегородки, причем второе основание и/или проходящая вниз стенка контактируют с (первым) основанием контейнера для расположения перегородки внутри контейнера.
Если перегородка не выполнена за одно целое с контейнером, то перегородка или перегородочный блок могут иметь периферийное уплотнение для взаимодействия со стенкой контейнера.
Перегородка может быть вогнутой, причем центральная область перегородки расположена ниже периферийной области перегородки. В варианте осуществления изобретения перегородка сходит на конус, сужаясь в направлении центральной области. Перегородка может быть выполнена в виде воронки. Это является предпочтительным, так как воронкообразная перегородка направляет заварочный материал в верхней камере по меньшей мере к одному первому отверстию и через него в нижнюю камеру при погружении заварочного материала в верхней камере. Перегородка может иметь форму (перевернутого) усеченного конуса или пирамиды.
Перегородка может иметь одно первое отверстие, которое может быть расположено в центре. В альтернативном варианте осуществления изобретения в центральной области может быть расположено несколько первых отверстий.
В варианте осуществления изобретения контейнер образует впускное отверстие для введения указанной жидкости во внутренний объем, при этом впускное отверстие открыто в верхнюю камеру, а указанная компоновка выполнена таким образом, что при использовании при введении жидкости в верхнюю камеру через указанное впускное отверстие часть жидкости поступает в нижнюю камеру через указанное по меньшей мере одно первое отверстие с частичным наполнением нижней камеры, и при этом происходит захват объема воздуха в нижней камере в области, расположенной сбоку снаружи от центральной области перегородки, по мере наполнения нижней камеры жидкостью. Впускное отверстие может быть выполнено на верхнем конце стенки.
Контейнер может содержать две части, соединенные с возможностью разъединения: нижнюю часть, которая образует основание и по меньшей мере часть стенки, и верхнюю часть, которая образует по меньшей мере дополнительную часть стенки. Две части контейнера могут быть соединены друг с другом с возможностью разъединения, например, посредством резьбового соединения или соединения по плотной посадке, или любой другой подходящей конфигурации. В варианте осуществления изобретения нижняя часть содержит основание и первый участок стенки, проходящий вверх от основания, причем к первому участку стенки прикреплена перегородка с возможностью отсоединения. В альтернативном варианте осуществления перегородка прикреплена к верхней части контейнера. Перегородка может быть выполнена за одно целое с верхней частью контейнера. Перегородка может быть выполнена как единое целое на нижнем конце верхней части. Нижняя часть контейнера может содержать основание и первый участок стенки, проходящий вверх от основания, а верхняя часть контейнера может содержать второй участок стенки, причем первый и второй участки стенки вместе образуют стенку контейнера, когда части собраны. Верхняя область первого участка стенки нижней части может перекрывать второй участок стенки верхней части контейнера. Верхняя область первого участка стенки нижней части может перекрывать второй участок стенки верхней части контейнера по существу по всей высоте верхней части. Верхняя область первого участка стенки нижней части может перекрывать второй участок стенки верхней части снаружи.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предлагается способ заваривания напитка с использованием устройства, предложенного в соответствии с первым аспектом изобретения, включающий: введение жидкости в верхнюю камеру таким образом, что обеспечена возможность прохождения некоторой части жидкости через по меньшей мере одно первое отверстие с частичным наполнением нижней камеры, продолжение введения указанной жидкости до тех пор, пока верхняя камера не будет наполнена до требуемого уровня, при этом в нижней камере обеспечена возможность захвата объема воздуха.
В этом способе заварочный материал может присутствовать в верхней камере, когда в нее вводят жидкость, так что по меньшей мере часть заварочного материала преобразуется в суспензию в жидкости в верхней камере по мере ее наполнения, при этом способ может включать обеспечение настаивания заварочного материала в верхней камере в течение периода времени с опусканием по меньшей мере части заварочного материала на дно верхней камеры и его прохождением через указанное по меньшей мере одно первое отверстие с поступлением в нижнюю камеру.
Способ может включать заваривание кофе или чая.
В соответствии с третьим аспектом изобретения предлагается устройство на основе настаивания для заваривания напитка, содержащее контейнер, имеющий основание и стенку, проходящую вверх от основания и образующую внутренний объем, причем устройство содержит перегородку, выполненную с возможностью расположения во время использования внутри внутреннего объема в соединении со стенкой с образованием во внутреннем объеме верхней камеры выше перегородки и нижней камеры ниже перегородки, при этом перегородка содержит центральную область, в которой расположено по меньшей мере одно первое отверстие для соединения верхней и нижней камер, причем соединение между перегородкой и стенкой контейнера является по существу герметичным, а перегородка за пределами центральной области является по существу воздухонепроницаемой, так что во время использования перегородка выполнена с возможностью удерживания объема воздуха, заключенного в нижней камере, когда контейнер наполнен жидкостью.
В варианте осуществления изобретения перегородка выполнена с возможностью неподвижного расположения внутри контейнера во время использования перед наполнением контейнера жидкостью и может быть выполнена за одно целое со стенкой контейнера.
В варианте осуществления изобретения перегородка обеспечена в виде отдельного блока, выполненного с возможностью введения в контейнер во время использования после наполнения его жидкостью, причем перегородочный блок взаимодействует с возможностью скольжения со стенкой контейнера с образованием по существу герметичного соединения. В варианте осуществления изобретения верхний конец стенки контейнера образует отверстие, через которое перегородочный блок вставляют во внутренний объем, причем стенка контейнера проходит вверх за пределы предполагаемого максимального уровня наполнения жидкостью верхней камеры, при этом указанная компоновка выполнена таким образом, что во время использования при помещении перегородочного блока во внутренний объем перегородочный блок взаимодействует со стенкой контейнера с образованием герметичного соединения в положении, находящемся выше предполагаемого максимального уровня наполнения жидкостью.
Перегородочный блок может иметь периферийное уплотнение для взаимодействия со стенкой контейнера с образованием указанного по существу герметичного соединения. Перегородочный блок может быть прикреплен к рукоятке для облегчения его расположения внутри контейнера.
По меньшей мере часть перегородки вне центральной области может быть расположена ниже герметичного соединения со стенкой контейнера.
Перегородка может быть вогнутой, при этом центральная область расположена ниже области контакта между перегородкой и стенкой контейнера.
Перегородка может быть в целом воронкообразной.
Перегородка может иметь одно расположенное по центру первое отверстие.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения предлагается устройство на основе настаивания для заваривания напитка, содержащее контейнер, имеющий основание и стенку, проходящую вверх от основания и образующую внутренний объем, и перегородочный блок, выполненный с возможностью расположения во внутреннем объеме и извлечения из него, причем перегородочный блок содержит перегородку, которая при расположении блока во внутреннем объеме проходит через внутренний объем с образованием в нем верхней камеры выше перегородки и нижней камеры ниже перегородки, при этом перегородка имеет центральную область, в которой расположено по меньшей мере одно первое отверстие для соединения верхней и нижней камер, причем взаимодействие между перегородочным блоком и стенкой контейнера является по существу герметичным, а перегородка за пределами центральной области является по существу воздухонепроницаемой.
Перегородочный блок может содержать фильтрующий элемент, расположенный ниже по меньшей мере одного первого отверстия, и образует закрытый путь прохождения потока текучей среды от фильтра по меньшей мере к одному первому отверстию.
Перегородка может быть вогнутой, при этом центральная область расположена ниже области контакта между перегородкой и стенкой контейнера. Перегородка может быть воронкообразной.
В соответствии с пятым аспектом изобретения предлагается способ заваривания напитка с использованием устройства, предложенного в соответствии с четвертым аспектом изобретения, включающий:
a. введение заварочного материала во внутренний объем контейнера и наполнение внутреннего объема жидкостью до требуемого уровня наполнения;
b. обеспечение настаивания заварочного материала в жидкости в течение периода времени;
c. при первоначальном взаимодействии перегородочного блока в верхней области внутреннего объема опускание перегородочного блока вниз через жидкость к основанию контейнера по истечении периода времени и заключение по меньшей мере части заварочного материала в нижней камере ниже перегородки; причем
d. при вставке перегородочного блока во внутренний объем в нижней камере ниже перегородки захватывают объем воздуха, который перемещают вниз во внутреннем объеме при опускании перегородочного блока.
Способ может включать введение перегородочного блока в верхнюю область внутреннего объема до завершения настаивания, причем перегородочный блок удерживают в верхней области до истечения периода времени, а затем опускают через жидкость. В альтернативном варианте осуществления изобретения способ может включать введение перегородочного блока в верхнюю область внутреннего объема только после истечения периода времени.
Способ может быть использован для заваривания кофе из молотых кофейных зерен.
В устройстве, предложенном в соответствии с любым из первого, третьего и четвертого вариантов осуществления изобретения, объем верхней камеры может быть больше, чем объем нижней камеры.
В устройстве, предложенном в соответствии с любым из первого, третьего и четвертого вариантов осуществления изобретения, перегородка может иметь по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, расположенное за пределами указанной центральной области, причем по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие меньше, чем указанное первое или каждое первое отверстие.
В устройстве, предложенном в соответствии с любым из первого, третьего и четвертого вариантов осуществления изобретения, по меньшей мере одно первое отверстие может быть изначально герметизировано посредством мембраны, выполненной с возможностью растворения в указанной жидкости.
В устройстве, предложенном в соответствии с любым из первого, третьего и четвертого вариантов осуществления изобретения, размер указанного по меньшей мере одного первого отверстия может быть регулируемым.
Устройство, предложенное в соответствии с любым из первого, третьего и четвертого вариантов осуществления изобретения, может содержать фильтрующее устройство для фильтрации настоянной жидкости в верхней камере.
Устройство, предложенное в соответствии с любым из первого, третьего и четвертого вариантов осуществления изобретения, может содержать крышку, выполненную с возможностью съемной установки на контейнер. Элемент крышки может содержать выдачное отверстие, через которое можно потреблять напиток, находящийся в верхней камере. Крышка может содержать запорный элемент, выполненный с возможностью перемещения между закрытым положением, в котором он закрывает выдачное отверстие, и открытым положением, в котором напиток может быть разлит через выдачное отверстие. Контейнер может представлять собой чашку, а крышка может быть выполнена с возможностью съемной установки на верхнем краю чашки. Чашка может быть многоразовой или одноразовой.
Краткое описание чертежей
Для более ясного понимания настоящего изобретения далее описаны варианты его осуществления исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
ФИГ. 1 представляет собой несколько схематичный вид в продольном разрезе варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения, показывающий устройство на ранней стадии использования;
ФИГ. 2 представляет собой вид, аналогичный виду, представленному на ФИГ. 1, но показывающий устройство на более поздней стадии использования;
ФИГ. 3 представляет собой несколько схематичный вид в продольном разрезе еще одного варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 4 изображает перспективный вид в разрезе альтернативного перегородочного блока для использования с устройством, представленным на ФИГ. 3;
ФИГ. 5 изображает перспективный вид части перегородки, входящей в состав устройства, представленного на ФИГ. 3;
ФИГ. 6 изображает перспективный вид в разрезе части устройства, представленного на ФИГ. 3;
ФИГ. 7 изображает перспективный вид альтернативного варианта осуществления перегородки и фильтра для использования в устройстве на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 8 представляет собой перспективный вид перегородки для использования в устройстве на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения, показывающий дополнительные элементы для управления количеством воздуха, захваченного ниже перегородки во время использования;
ФИГ. 9 и 10 изображают несколько схематичные перспективные виды в продольном разрезе другого варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 11 представляет собой несколько схематичный перспективный вид в продольном разрезе с пространственным разделением деталей еще одного варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 12 представляет собой несколько схематичный вид в продольном разрезе другого варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 13 представляет собой вид в продольном разрезе с пространственным разделением деталей устройства на основе настаивания, показанного на ФИГ. 12;
ФИГ. 14 представляет собой несколько схематичный вид в продольном разрезе дополнительного варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 15 представляет собой перспективный вид в продольном разрезе с пространственным разделением деталей устройства на основе настаивания, показанного на ФИГ. 14;
ФИГ. 16 представляет собой несколько схематичный вид в продольном разрезе другого варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 17 представляет собой вид в продольном разрезе с пространственным разделением деталей устройства на основе настаивания, показанного на ФИГ. 16;
ФИГ. 18 представляет собой несколько схематичный вид в продольном разрезе еще одного варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 19 представляет собой вид в продольном разрезе с пространственным разделением деталей устройства на основе настаивания, показанного на ФИГ. 18;
ФИГ. 20а представляет собой вид в разрезе варианта осуществления крышки, входящей в состав устройства, показанного на любой из ФИГ. 12-18;
ФИГ. 20b представляет собой вид в разрезе с пространственным разделением деталей крышки, показанной на ФИГ. 20а;
ФИГ. 20с изображает вид сверху крышки, показанной на ФИГ. 20а и 20b;
ФИГ. 20d изображает вид снизу крышки, показанной на ФИГ. 20а и 20b;
ФИГ. 21а и 21b представляют собой виды, аналогичные видам, представленным на ФИГ. 20а и 20b, но изображающие модифицированный вариант осуществления крышки;
ФИГ. 22а и 22b представляют собой виды, аналогичные видам, представленным на ФИГ. 20а и 20d, но изображающие еще один модифицированный вариант осуществления крышки;
ФИГ. 23 представляет собой несколько схематичный перспективный вид в продольном разрезе еще одного варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения;
ФИГ. 24 представляет собой перспективный вид перегородочного блока, являющегося частью варианта осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения; и,
ФИГ. 25-29 изображают несколько схематичные виды в продольном разрезе соответственно дополнительных вариантов осуществления устройства на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На ФИГ. 1 и 2 изображен вариант осуществления устройства на основе настаивания 10, предложенного в соответствии с аспектом изобретения. Устройство 10 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, выполнено с возможностью заваривания кофе из молотых кофейных зерен с использованием горячей воды. Однако устройство на основе настаивания в соответствии с аспектом изобретения может быть использовано для заваривания других типов напитков, включающих чай и холодные напитки, в которых твердый заварочный материал настаивают в холодной воде. Действительно, устройство и способы в соответствии с аспектами изобретения не ограничены приготовлением напитков, а могут быть использованы в других вариантах применения, где твердый пищевой материал подлежит настаиванию в жидкости.
Устройство 10 содержит контейнер 12, содержащий основание 14 и периферийную стенку 16, проходящую вверх от периметра основания с образованием внутреннего объема 18 для удержания жидкости, которой в этом случае является горячая вода. Контейнер 12 открыт на верхнем конце периферийной стенки 16, к которому прикреплена съемная крышка 19 для закрытия контейнера. Контейнер 12 выполнен в виде чашки и может быть изготовлен из любого подходящего материала, такого как стекло, металл, керамика, полимерные материалы, бумага, полистирол и их комбинации. По меньшей мере периферийная стенка 16 контейнера может быть изолирована для уменьшения передачи тепла через стенку, и/или контейнер может быть оснащен известной наружной изолирующей втулкой, используемой для кофейных чашек на вынос. Стенка 16 может представлять собой двойную стенку для обеспечения теплоизоляции, а контейнер может быть выполнен в виде термоса для сохранения желаемой температуры жидкости.
Кроме того, крышка 19 может быть выполнена из любых подходящих материалов, включая любые из упомянутых выше, и прикреплена к контейнеру 12 с образованием герметичного укупорочного средства. В варианте осуществления изобретения крышка является полимерной крышкой, которая установлена по посадке с натягом над кромкой на верхнем конце контейнера известным способом для кофейных чашек на вынос. Однако крышка 19 может быть прикреплена к контейнеру посредством соединения или при помощи любой другой подходящей компоновки. Крышка 19 может содержать выдачное отверстие (не показано) и фильтр 20, через который проходит кофе, сваренный в контейнере, для выхода через выдачное отверстие в крышке.
Внутри контейнера 12 неподвижно расположена перегородка 22, которая разделяет внутренний объем на верхнюю камеру 24 для содержания заваренного напитка (в данном случае кофе) и нижнюю камеру 26 для содержания по меньшей мере некоторого количества заварочного материала 24 (в данном случае кофейная гуща) после настаивания. Перегородка 22 неподвижно установлена внутри контейнера 12 ближе к основанию 14, чем к верхней части, так что объем верхней камеры 24 больше объема нижней камеры 26. В этом варианте осуществления изобретения контейнер имеет круглое поперечное сечение, а перегородка 22 является конической. Однако контейнер не обязательно должен быть круглым, а перегородка может иметь соответствующую форму для использования в некруглом контейнере. Внешняя периферия 28 перегородки соединена со стенкой 16 контейнера по существу герметичным способом. Центральная, внутренняя в радиальном направлении область 30 перегородки расположена ниже внешней периферии 28 вблизи основания 14, но на некотором расстоянии от него. Перегородка 22 может быть выполнена из любого подходящего материала, который непроницаем для воды (или какой-либо другой жидкости, используемой в устройстве) и для воздуха. В центре перегородки 22 выполнено первое отверстие 32, но в остальном она сплошная, так что образует по существу непроницаемый барьер для предотвращения прохождения жидкости и воздуха между камерами 24, 26 иначе, кроме как через центральное отверстие 32. Термин "сплошная" использован в данном контексте для обозначения неперфорированной перегородки. Однако перегородка может быть выполнена из гибкого материала, и термин "сплошная" не следует интерпретировать как обязательно обозначающий жесткую перегородку.
Перегородка 22 может быть выполнена за одно целое со стенкой 16 контейнера, или это может быть отдельный блок, установленный внутри внутреннего объема 18 контейнера. Когда перегородка 22 представляет собой отдельный блок, внешняя периферия блока взаимодействует со стенкой 16 контейнера с образованием по существу герметичной посадки. Такой перегородочный блок может содержать периферийный уплотнительный элемент для контакта со стенкой 16 контейнера. Уплотнительный элемент может представлять собой уплотнительное кольцо, установленное вокруг основного корпуса перегородочного блока или на части сборочного блока, который включает в себя или образует перегородку. Такое уплотнительное кольцо может быть выполнено из любого подходящего материала, такого как эластомерный или другой упругий материал, включающий, помимо прочего: резину или прорезиненный материал, пластик, полимерные материалы или силикон, например.
Далее описано использование устройства 10 для заваривания чашки кофе со ссылкой на ФИГ. 1 и 2.
В изначально пустой контейнер 12 при снятой крышке 19 помещают молотые кофейные зерна 34 в верхнюю камеру 24 поверх перегородки. Неизбежно некоторое количество молотых кофейных зерен 34 попадет через центральное отверстие 32 в нижнюю камеру 26, но большая часть останется в верхней камере. Затем в верхнюю камеру 24 поверх перегородки наливают горячую воду. Некоторое количество воды попадет через центральное отверстие 32 в нижнюю камеру 26, но, учитывая относительно небольшой размер отверстия, верхняя камера 24 начнет наполняться водой, в результате чего большая часть молотого кофе 34 в верхней камере преобразуется в суспензию. По мере прохождения воды в нижнюю камеру 26 уровень 36 воды в нижней камере поднимается до тех пор, пока не поднимется выше уровня центрального отверстия 32, как показано на ФИГ. 2. В этот момент воздух больше не может выходить из нижней камеры 26, и, таким образом, объем воздуха 38 становится захваченным в нижней камере. Воздух 38 захвачен в периферийной области нижней камеры, примыкающей к перегородке, причем эта периферийная область окружает центральную область 30 перегородки, в которой выполнено отверстие 32. Уровень 36 воды в нижней камере продолжает повышаться до тех пор, пока давление воздуха 38, захваченного в нижней камере, не достигнет значения, при котором он оказывает достаточное усилие на воду в нижней камере, чтобы предотвратить дальнейшее проникновение воды в нижнюю камеру через центральное отверстие 32. Пользователь продолжает добавлять воду в верхнюю камеру 24 до тех пор, пока она не достигнет требуемого уровня 40 наполнения, который может быть отмечен на стенке контейнера.
Когда контейнер 12 наполнен, можно установить крышку 19 для сохранения тепла и закрытия контейнера. Молотым кофейным зернам 34 дают возможность настаиваться в верхней камере 24, где они тщательно смачиваются для экстракции полного вкуса и аромата. В рамках процесса экстракции молотые кофейные зерна 34 впитывают некоторое количество воды и становятся более плотными и естественным образом опускаются на дно верхней камеры 24, где они проходят через центральное отверстие 32 в перегородке и попадают в нижнюю камеру 26. Коническая воронкообразная форма перегородки 22 помогает направлять кофейные молотые зерна 34 к центральному отверстию 32 при их опускании на дно верхней камеры. В конечном итоге, по завершении процесса экстракции большая часть молотых кофейных зерен 34 попадает в нижнюю камеру 26, оставляя хорошо заваренный кофе 42 в верхней камере 24. Кроме того, перемещению молотых кофейных зерен в нижнюю камеру 26 может способствовать перемещение контейнера, которое происходит при естественном обращении с ним. Хотя некоторое количество кофейной гущи 34 может оставаться в верхней камере 24, оно будет уловлено фильтром 20 и, таким образом, не будет потреблено пользователем.
Кофейная гуща 34 в нижней камере 26 эффективно изолирована от заваренного кофе 42 в верхней камере 24, так что кофе 42 может быть удержан в верхней камере 24 в течение некоторого времени, не становясь горьким. Кофейная гуща 34 изолирована от заваренного кофе 42 частично вследствие того, что перегородка 22 образует физический барьер между двумя камерами на большей части площади поперечного сечения внутреннего объема 18 контейнера. Однако, кроме того, не привязываясь к теории, считается, что сила, действующая на жидкость 44 в нижней камере 26 со стороны захваченного воздуха 38, препятствует смешиванию жидкостей 42, 44 в двух камерах через центральное отверстие 32, и, таким образом, по существу отделяет заваренный кофе 42 в верхней камере 24 от жидкости 44 в нижней камере 26. Поскольку кофейная гуща, попавшая в нижнюю камеру 26, больше не взаимодействует с заваренным кофе 42 в верхней камере 24, устройство 10 и способ заваривания преодолевают недостатки кофейника френч-пресс. Кроме того, молотый кофе 34 может быть оставлен настаиваться на более продолжительное время в более медленном темпе в верхней камере с тем, чтобы приготовленный кофе 42 имел более насыщенный вкус и аромат. Было обнаружено, что устройство 10 и способ использования в соответствии с аспектами изобретения позволяют приготовить кофе, который по качеству сопоставим с кофе, приготовленным в кофейнике френч-пресс, используя аналогичное или меньшее количество молотого кофе 34. Соответственно, применение устройства и способов, предложенных в соответствии с аспектами изобретения, вместо, например, кофеварок эспрессо может помочь уменьшить общее количество потребляемого кофе и, таким образом, снизить экологическую нагрузку.
Количество воздуха 38, захваченного в нижней камере 26, и, следовательно, сила, действующая на жидкость 44 в нижней камере, определены рядом факторов, включающих высоту перегородки 22 над основанием 14, глубину перегородки (например, вертикальное расстояние между периферийным уплотнением и самой нижней частью перегородки, такой как центральная область, содержащая отверстие 32). Таким образом, конструкция устройства 10 может быть модифицирована для обеспечения оптимального количества захваченного воздуха 38 посредством соответствующего выбора глубины перегородки и/или вертикального расстояния между внешней окружностью 28 и основанием 14. Кроме того, количество захваченного воздуха 38 можно регулировать за счет обеспечения одного или более воздуховыпускных отверстий в перегородке 22 за пределами центральной области 30. Такие воздуховыпускные отверстия были бы значительно меньше, чем центральное отверстие 32, так чтобы обеспечить возможность выхода только ограниченного количества воздуха, при этом минимизируя контакт между жидкостями 42, 44 в верхней и нижней камерах. В альтернативном варианте осуществления изобретения уплотнительное соединение между перегородкой 22 и стенкой 16 может не быть совершенно герметичным, так что некоторое количество воздуха 38 может выходить, тогда как по меньшей мере некоторое количество воздуха может удерживаться в нижней камере. Соответственно, соединение между перегородкой 22 и стенкой 16 не обязательно должно быть абсолютно герметичным, и перегородка 22 может и не быть полностью воздухонепроницаемой за пределами центральной области 30, при условии, что перегородка выполнена с возможностью захвата объема воздуха 38 внутри нижней камеры 26, причем объем воздуха превышает минимальное количество.
Перегородка 22 не обязательно должна иметь одно первое отверстие 32 в ее центре, но может содержать одно или более первых отверстий 32 в центральной области 30 вблизи вершины. При наличии более одного первого отверстия 32 указанные отверстия могут быть разного размера. Кроме того, хотя использование конической или воронкообразной перегородки является преимуществом при направлении заварочного материала к центральному отверстию и, следовательно, в нижнюю камеру, это не является существенным, и в других вариантах осуществления изобретения перегородка не обязательно должна иметь форму конуса или воронки. Если контейнер не является круглым, перегородка может представлять собой вогнутый элемент соответствующей формы, такой как усеченная пирамида. Перегородка может иметь другие вогнутые формы, такие как купол, в которых центральная область 30 расположена ниже внешней периферии 28. На самом деле, несмотря на то, что использование вогнутой перегородки 22, в которой центральная область 30 расположена ниже периферии 28, имеет преимущество захвата относительно большого объема воздуха 38 в нижней камере и направления заварочного материала в нижнюю камеру, перегородка может быть по существу плоской при условии, что перегородка 22 выполнена с возможностью захвата по меньшей мере небольшого объема воздуха по периферии нижней камеры. Например, при условии, что по меньшей мере часть перегородки или конструкции, соединенной с ней в пределах соединения со стенкой 16, проходит ниже уровня периферийного уплотнения (между перегородкой и стенкой), ниже уплотнения может быть захвачен небольшой объем воздуха.
Размер центрального отверстия 32 или отверстий может быть выбран при необходимости для любого конкретного применения. Предполагается, что в случае круглого отверстия оно обычно имеет диаметр в диапазоне от 3 до 30 мм включительно в зависимости от размера контейнера. Для контейнера, который содержит одну чашку кофе, например, для использования в качестве дорожной кружки или одноразовой кофейной чашки, можно ожидать, что центральное отверстие 32 имеет диаметр в диапазоне от 6 до 10 мм включительно, в то время как больший контейнер для заваривания нескольких чашек может иметь центральное отверстие диаметром от 10 до 15 мм включительно. Следует отметить, что центральное отверстие 32 не обязательно должно быть круглым, но предполагается, что по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления изобретения его площадь поперечного сечения аналогична размерам отверстий, указанным выше. Размер центрального отверстия 32 может быть выполнен переменным посредством включения регулируемого клапанного устройства или посредством использования устройства для полной или частичной блокировки отверстия 32. Это может включать в себя использование поплавка, который открывает и закрывает отверстие при введении жидкости в контейнер. Такие устройства являются особенно подходящими, когда устройство предназначено для многократного использования, а не является одноразовым изделием.
В тех случаях, когда перегородка 22 не выполнена за одно целое со стенкой 16 контейнера 12, она может быть расположена в контейнере любым подходящим способом. Перегородка 22 может быть частью блока, имеющего самоустанавливающиеся стенки, которые взаимодействуют с основанием 14. Кроме того, перегородка 22 или перегородочный блок может содержать стержень или ручку, которые могут быть использованы для позиционирования перегородки или перегородочного блока внутри контейнера и которые могут быть выполнены с возможностью отсоединения.
Хотя устройство 10, показанное на ФИГ. 1 и 2, выполнено в виде чашки для одной порции напитка, принцип использования перегородки 22 для захвата воздуха в нижней камере для изолирования заварочного материала, находящегося в нижней камере, от заваренного напитка, находящегося в верхней камере, можно применять в равной степени для использования в кофеварке или другом кофейнике или чайнике для заваривания множества чашек настоянного напитка, разливаемого в чашки или другие питьевые емкости.
На ФИГ. 3-19 изображен ряд модификаций, которые могут быть выполнены в отношении базового устройства 10, описанного выше. Они кратко описаны далее.
На ФИГ. 3-6 изображен модифицированный вариант устройства 10а, в котором перегородка 22 выполнена как часть перегородочного блока 50, который расположен на основании 14 контейнера во внутреннем объеме наружного контейнера. Перегородочный блок 50 представляет собой узел, содержащий верхнюю часть 52, включающую в себя перегородку 22, и нижнюю часть 54, включающую в себя второе основание 56 и прямостоящую периферийную стенку 58, и, таким образом, между перегородкой 22, основанием 56 и стенкой 58 образован по существу замкнутый объем 60. Верхняя часть 52 и нижняя часть 54 выполнены с возможностью разъединения и соединены друг с другом по посадке с натягом, хотя они могут быть собраны с помощью винтового соединения или любым другим подходящим способом. По периферии перегородки 22 установлено уплотнительное кольцо 62 для взаимодействия с периферийной стенкой 16 контейнера с образованием герметичного уплотнения. При нахождении в контейнере внутренний объем 60 перегородочного блока 50 образует нижнюю камеру 24, в которую погружается кофейная гуща 34. Преимущество этой компоновки заключается в том, что после использования перегородочный блок 50 может быть извлечен из контейнера 12, а верхняя и нижняя части могут быть разделены для обеспечения возможности легкого удаления кофейной гущи. В модифицированной компоновке, изображенной на ФИГ. 4, основание 56 перегородочного блока 50 перфорировано или выполнено в виде фильтровальной сетки для обеспечения возможности дренирования жидкости при его извлечении из контейнера с удержанием при этом кофейной гущи.
На ФИГ. 5 и 6 более подробно изображены детали устройства 10а, и показано, каким образом кофейник френч-пресс может быть встроен в устройство вместе с механизмом заглушки для закрытия отверстия 32 в перегородке после настаивания. На этих чертежах показана только верхняя часть 52 перегородочного блока 50.
Механизм кофейника френч-пресс содержит плунжер 66, который проходит через центральное отверстие в крышке 19 и на нижнем конце которого выполнен фильтрующий узел 68, который расположен в верхней камере 24. Фильтрующий узел 68 может иметь любую подходящую конфигурацию. Как показано, фильтрующий узел может быть выполнен в виде фильтрующего диска с перфорационными отверстиями, пропускающими жидкость, который содержит периферийное уплотнение для взаимодействия со стенкой контейнера. Однако могут быть применены любые фильтрующие устройства, например, такие как известные для использования в кофейнике френч-пресс. Они обычно содержат перфорированный опорный диск, на который установлена фильтрующая решетка или сетка и спиральная пружина для прижатия сетки к стенке.
Во время использования при нахождении перегородочного блока в нижней части контейнера 12 плунжер 66 первоначально находится в поднятом положении, так что фильтрующий узел находится в верхней части верхней камеры 24, пока кофе заваривается. После завершения заваривания плунжер 66 опускают для перемещения фильтрующего узла 68 вниз через заваренный кофе в верхней камере 24 с захватом всей оставшейся кофейной гущи ниже фильтрующего узла 68 и перемещением ее к дну верхней камеры. Большая часть кофейной гущи проходит через центральное отверстие 32 в нижнюю камеру. Хотя некоторое количество кофейной гущи может быть захвачено между фильтрующим узлом 68 и перегородкой 22, оно будет гораздо меньше, чем в обычном кофейнике френч-пресс, и, таким образом, будет оказывать лишь ограниченное воздействие на вкус и аромат заваренного кофе.
Механизм 70 заглушки для закрытия центрального отверстия 32 в перегородке содержит стержень 72, вставленный с возможностью скольжения через центральное отверстие 74 в поперечный элемент 76, проходящий поперек верхней части перегородки 22. К концу стержня 72 ниже поперечного элемента 76 прикреплена заглушкообразная головка 78. Головка 78 имеет размеры и форму, обеспечивающие возможность взаимодействия с отверстием 32, выполненным в перегородке, для его закрытия при опускании стержня, и слишком велика, чтобы проходить через отверстие 74, выполненное в поперечном элементе. Свободный верхний конец стержня 72 расположен с возможностью скольжения в центральном отверстии 80, выполненном в плунжере 66, причем отверстие длиннее, чем стержень.
При использовании перегородочный блок 50, содержащий механизм 70 заглушки, помещают на основание 14 внутри контейнера 12, при этом стержень 72 и головка 78 находятся в поднятом положении, так что отверстие 32, выполненное в перегородке, открыто. Добавляют молотые кофейные зерна и горячую воду, как описано выше. К контейнеру прикрепляют крышку 19 и механизм френч-пресса с поднятым плунжером 66. Стержень 72 направляют в центральное отверстие 80 плунжера. После того, как кофе заварен, нажимают на плунжер 66 для опускания фильтрующего узла 68. Изначально плунжер 66 и фильтрующий узел 68 могут перемещаться вниз на некоторое расстояние, в то время как механизм 70 заглушки остается поднятым. После того, как люфт между поршнем 66 и стержнем 72 выбран, дальнейшее перемещение плунжера вниз перемещает стержень 72 и головку 78 вниз по направлению к перегородке. Когда плунжер полностью нажат, головка 78 входит во взаимодействие с отверстием 32 и эффективно его закрывает, а фильтрующий узел 68 полностью опущен. Когда кофе израсходован или вылит из верхней камеры 24, крышку 19, плунжер 66 и фильтрующий узел можно снять, оставив перегородочный блок 50 и механизм 70 заглушки на месте. Для снятия перегородочного блока 50 пользователь может ухватить стержень 72 и поднять его вверх таким образом, что головка 78 входит во взаимодействие с поперечным элементом 76, и перегородочный блок 50 оказывается вынутым из контейнера.
Следует понимать, что фильтрующий механизм типа френч-пресса может быть включен в устройство 10а без механизма 70 заглушки и, наоборот, механизм 70 заглушки может быть включен в устройство без фильтрующего узла френч-пресса. Следует также иметь в виду, что альтернативное устройство рукоятки может быть соединено с перегородочным блоком 50 для обеспечения его помещения в контейнер и/или удаления из контейнера.
Как изображено на ФИГ. 7, фильтрующий узел 68 не обязательно должен быть выполнен в виде диска, а может иметь форму, соответствующую форме перегородки 22. В этом варианте осуществления изобретения и перегородка, и фильтрующий узел имеют коническую или воронкообразную форму. Кроме того, следует понимать, что использование френч-пресса и/или механизма заглушки не ограничено устройством, в котором перегородка входит в состав перегородочного блока 50.
Как описано ранее, количество воздуха, захваченного под перегородкой 22, можно регулировать за счет обеспечения воздуховыпускных отверстий в перегородке и/или за счет обеспечения неполного герметичного уплотнения между перегородкой и стенкой контейнера. На ФИГ. 8 показано, каким образом воздуховыпускные отверстия 82 могут быть выполнены вблизи периметра перегородки 22, и каким образом могут быть выполнены канавки 84 или другие неровности по периферии перегородки 22, где она контактирует со стенкой, для обеспечения возможности прохождения некоторого количества воздуха из нижней камеры в верхнюю камеру. Использование воздуховыпускных отверстий и/или канавок по периметру может быть включено в любой из раскрытых вариантов осуществления изобретения.
На ФИГ. 9 показано, каким образом неподвижный фильтр 86 может быть встроен в верхний конец контейнера 12 или в крышку 19 для отфильтровывания любой оставшейся кофейной гущи от заваренного кофе перед его попаданием в выдачное отверстие или отверстие 89, выполненное в крышке.
На ФИГ. 10 изображен вариант осуществления устройства на основе настаивания 10b, выполненного в виде одноразовой чашки. Перегородка 22 выполнена за одно целое со стенкой 16 контейнера, хотя это не существенно, и отдельная перегородка может быть закреплена на месте. Вокруг стенки 16 контейнера выполнена изолирующая втулка 88, а крышка 19 представляет собой установленную по посадке с натягом пластиковую крышку с выданным отверстием 89.
На ФИГ. 11 изображен еще один вариант осуществления устройства 10с, в котором контейнер состоит из двух частей: нижней части 92 и верхней части 94. Нижняя часть 92 содержит основание 14 и часть периферийной стенки 16а, а верхняя часть 94 содержит остальную часть периферийной стенки 16b. Перегородка 22 выполнена в виде отдельного блока 50, который расположен внутри нижней части 92. Блок 50 содержит стойки 96, которые взаимодействуют с основанием 14 для расположения перегородки 22 на правильной высоте внутри контейнера, а по периферии перегородки/блока выполнено уплотнение 98 для взаимодействия с внутренней поверхностью контейнера для обеспечения по существу герметичного уплотнения. Две части 92, 94 контейнера собраны вместе любым подходящим образом, и между ними может быть выполнено уплотнение для обеспечения отсутствия утечек при использовании. Части 92, 94 контейнера могут быть собраны, например, посредством плотной посадки, посредством защелкивающегося соединения или посредством винтового соединения. При использовании перегородку вставляют в нижнюю часть 92 контейнера, и верхнюю часть 94 контейнера соединяют с нижней частью 92. В модифицированном варианте между двумя частями 92, 94 контейнера может быть расположена периферийная часть перегородки 22 для закрепления ее на месте. Компоновка обеспечивает простоту сборки и разборки и очистки устройства 10с после использования. Указанная компоновка подходит для чашки многоразового использования.
Следует понимать, что различные перегородки 22 и/или перегородочные блоки 50 могут быть использованы в вариантах осуществления, содержащих контейнер, состоящий из двух частей, включая любые из тех, которые раскрыты в настоящей заявке в отношении альтернативных вариантов осуществления изобретения. На ФИГ. 12 и 13, например, изображен альтернативный вариант осуществления устройства 10d в виде чашки многоразового использования, содержащей состоящий из двух частей контейнер, в котором перегородка 22 выполнена как часть блока 50, который установлен посредством винтового соединения на верхнем конце нижней части 92 контейнера. Блок 50 имеет внешнюю периферийную область 50а с резьбой 50b, которая взаимодействует с соответствующей резьбой 92а, выполненной на внутренней поверхности нижней части 92 контейнера. По периферии перегородочного блока 50 рядом с верхним краем перегородки расположено упругое уплотнительное кольцо 98 для взаимодействия с внутренней поверхностью верхней части 94 контейнера с обеспечением по существу герметичного уплотнения. Как и в предыдущем варианте осуществления изобретения, две части 92, 94 контейнера собраны вместе любым подходящим образом, и между ними может быть выполнено уплотнение для обеспечения отсутствия утечек при использовании. Части 92, 94 контейнера могут быть собраны, например, посредством плотной посадки, посредством защелкивающегося соединения или посредством винтового соединения. При использовании перегородочный блок устанавливают в нижнюю часть 92 контейнера, и верхнюю часть 94 контейнера соединяют с нижней частью 92. Затем кофе или чай могут быть заварены, как описано выше, посредством введения заварочного материала в верхнюю камеру 24 над перегородкой и наполнения контейнера горячей водой. Заварочный материал настаивается в верхней камере, постепенно опускаясь в нижнюю камеру через центральное отверстие 32. После употребления заваренного напитка устройство может быть разобрано, заварочный материал выброшен, а устройство очищено для повторного использования.
На ФИГ. 14-19 изображены дополнительные альтернативные варианты осуществления, в которых контейнер выполнен из двух разделяемых частей для осуществления очистки, но которые отличаются от предыдущего варианта осуществления тем, что перегородка 22 выполнена как единое целое на нижнем конце верхней части 94 контейнера. Выполнение перегородки 22 за одно целое с верхней частью 94 контейнера уменьшает количество отдельных деталей в устройстве, что упрощает его изготовление и использование.
На ФИГ. 14 и 15 изображено устройство 10е в соответствии с первым из этих альтернативных вариантов осуществления, которое подходит для использования в качестве многоразовой чашки. Нижняя часть 92 контейнера содержит основание 14 и участок 92b периферийной стенки, который образует часть периферийной стенки 16а ниже перегородки в собранном контейнере, а верхняя часть 94 образует остальную часть периферийной стенки 16b. Верхний край участка 92b периферийной стенки нижней части 92 соединен посредством винтового соединения с нижним концом верхней части 94 контейнера с помощью подходящей резьбы 93, причем винтовое соединение является достаточно плотным для предотвращения утечек при использовании. Перегородка 22 выполнена за одно целое с нижним концом верхней части 94 таким образом, что, когда две части соединены друг с другом, перегородка 22 разделяет внутреннюю часть контейнера на верхнюю и нижнюю камеры 24, 26, как описано в отношении предшествующих вариантов осуществления изобретения. Две части 92, 94 контейнера могут быть легко разделены для выбрасывания использованного заварочного материала и для очистки перед повторной сборкой для последующего использования.
В варианте осуществления изобретения, показанном на ФИГ. 16 и 17, устройство 10f в значительной степени аналогично предыдущему варианту осуществления 10е за исключением того, что участок 92b периферийной стенки нижней части 92 проходит на участке 92b' за пределами участка 94а периферийной стенки верхней части 94, так что перекрывающиеся участки 92b', 94а стенки образуют периферийную стенку 16b выше перегородки. Участок 92b периферийной боковой стенки нижней части проходит по существу по всей длине верхней части, и его верхний край расположен внутри опущенного вниз выступа 94b на верхнем краю верхней части 94. Такая компоновка имеет преимущество, заключающееся в том, что после сборки между двумя частями контейнера не видно соединения. Это эстетично и снижает риск утечки между двумя частями контейнера. Кроме того, перекрывающиеся участки периферийных стенок двух частей 92, 94 помогают уменьшить передачу тепла через периферийную стенку 16 при использовании, так что чашку легче держать. Для дополнительного уменьшения передачи тепла к руке пользователя и еще большего облегчения удержания чашки на наружной поверхности участка 92b периферийной боковой стенки нижней части расположена изолирующая втулка 88. Изолирующая втулка 88 может быть выполнена из любого подходящего материала, такого как, например, резина (синтетическая или натуральная) или силикон. Аналогичная изолирующая втулка 88 может быть выполнена в любом из раскрытых в настоящей заявке вариантов осуществления. В изображенном варианте осуществления изобретения верхняя часть 94 сходит на конус, сужаясь сверху вниз, и перекрывающийся участок 92b периферийной боковой стенки нижней части соответственно сужается выше резьбы 93.
В этом варианте осуществления верхняя и нижняя части соединены друг с другом резьбовым соединением 93, расположенным на нижнем конце верхней части 94. На ФИГ. 18 и 19 изображено модифицированное устройство 10g, в котором верхняя и нижняя части 92, 94 соединены друг с другом резьбой 93', расположенной в области верхнего конца верхней и нижней частей 92, 94. В этом варианте осуществления изобретения нижний край верхней части 94 располагается на выступе 92с, выполненном в периферийной стенке 92b нижней части 92, с уплотнительной шайбой 98 между ними.
Перегородка 22 в вариантах осуществления изобретения, представленных на ФИГ. 10-19, имеет форму конической воронки, содержащей центральную область, расположенную ниже внешней окружности перегородки, и центральное отверстие 32. Однако другие формы перегородок, описанные выше, могут быть использованы в любом из этих вариантов осуществления при условии, что в нижней камере 26 захвачен объем воздуха, когда контейнер наполнен водой.
Контейнер 12 в вариантах осуществления, изображенных на ФИГ. 11-19, может быть выполнен из любого подходящего материала, такого как стекло, металл, керамика, полимерные материалы, бумага, полистирол и их комбинации. Однако поскольку эти варианты осуществления предназначены для многократного использования, предполагается, что обычно будут использоваться более прочные материалы, такие как стекло, металл, керамика и полимерные материалы. В особенно удобной компоновке верхняя и нижняя части контейнера могут быть отлиты из полимерных материалов.
Чашки многоразового использования в вариантах осуществления изобретения, представленных на ФИГ. 12-19, включают в себя модифицированную крышку 19. Более подробно вариант осуществления модифицированной крышки 19 изображен на ФИГ. 20a-20d.
Модифицированная крышка 19 содержит основную часть 19а, прикрепленную к верхнему концу контейнера 12 посредством резьбы. Основная часть является круглой, имеющей внешний край, на котором выполнена резьба для взаимодействия с соответствующей резьбой, выполненной на внутренней поверхности контейнера 12 на его верхнем конце. Наружу от внешнего края выступает проходящий в радиальном направлении фланцевый участок 19b с расположением над верхним краем контейнера 12 при использовании. Основная часть 19а содержит пластинчатую центральную часть 19с, которая проходит через верхний конец контейнера. В пластинчатой части с одной стороны образовано первичное выдачное отверстие 89. Выступающий вверх выступ 19d проходит по периферии основной части крышки на ее верхней/внешней стороне. Выступ 19d имеет область 19е увеличенной высоты, расположенную вокруг выдачного отверстия 89, для образования питьевого носика. Основная часть содержит центральную втулку 19f, которая выступает выше и ниже пластинчатой центральной части. На втулке 19f ниже пластинчатого элемента установлен с возможностью снятия дискообразный фильтр 86 посредством резьбы или плотной посадки. Фильтр предотвращает прохождение заварочного материала через первичное выдачное отверстие 89 при использовании. На центральной втулке 19f выше пластинчатой центральной части установлен с возможностью вращения укупоривающий элемент 19g. Укупоривающий элемент 19g является дискообразным и закрывает верхнюю поверхность пластинчатого элемента основной части. Укупоривающий элемент 19g образует вторичное выдачное отверстие 89а, которое в первом поворотном положении укупоривающего элемента, показанном на ФИГ. 20с, выравнивается с первичным выдачным отверстием 89, выполненным в основной части, таким образом, что пользователь может пить из чашки. Кроме того, укупоривающий элемент 19g образует одно или более охлаждающих вентиляционных отверстий 19h на стороне, диаметрально противоположной вторичному выдачному отверстию 89а. На верхней поверхности укупоривающего элемента выполнена пара выступов 19i, которые могут быть использованы для поворота укупоривающего элемента. Укупоривающий элемент может быть повернут на 90 градусов в любом направлении из положения, показанного на ФИГ. 20с, в полностью закрытое положение. В этом положении и вторичное выдачное отверстие 89а, и охлаждающие вентиляционные отверстия 19h расположены выше закрытых участков пластинчатой части 19с основной части, так что первичное выдачное отверстие 89 полностью закрыто укупоривающим элементом. В альтернативном варианте укупоривающий элемент 19g может быть повернут на 180 градусов из положения, показанного на ФИГ. 20с, для выравнивания охлаждающих вентиляционных отверстий 19h с первичным выдачным отверстием 89. В этом положении первичное выдачное отверстие 89 частично закрыто для предотвращения больших утечек, но обеспечивает возможность охлаждения напитка через вентиляционные отверстия 19h. Фильтр 86 и укупоривающий элемент 19b могут быть легко отсоединены от основной части 19а для очистки.
В этом варианте осуществления изобретения дискообразный фильтр 88 закрывает всю нижнюю поверхность пластинчатой центральной части 19с основной части. Однако, как показано на ФИГ. 21а и 21b, может быть использован меньший фильтр 86', который закрывает только первичное выдачное отверстие 89. Фильтр 86' в этом случае представляет собой отдельную фильтрующую сетку, установленную на основной части. Фильтрующая сетка может быть установлена по скользящей посадке в основной части крышки. В качестве дополнительного альтернативного варианта, показанного на ФИГ. 22а и 22b, фильтр 86'' может быть выполнен за одно целое с основной частью. В этом варианте осуществления изобретения фильтр 86'' выполнен посредством перфорированного пластинообразного элемента, проходящего через первичное выдачное отверстие.
Модифицированные крышки 19, показанные на ФИГ. 20а-22b и описанные выше, могут быть приняты для использования с другими вариантами осуществления устройства, описанными в настоящей заявке, при необходимости. Модифицированные крышки могут быть выполнены для установки на контейнер 12 по посадке с натягом, а не посредством винтового соединения.
На ФИГ. 23 изображен вариант осуществления устройства 10h в соответствии с аспектом изобретения, выполненный как кофейник или чайник. Контейнер содержит носик 100 для наливания, который открывается в верхнюю камеру, и ручку 102, помогающую наливать заваренный напиток. Этот вариант осуществления включает в себя фильтрующий плунжер 66 типа френч-пресса, но в альтернативной компоновке может быть обеспечен неподвижный фильтр, например, на входе в носик 100 из верхней камеры.
На ФИГ. 24 изображен альтернативный вариант осуществления перегородочного блока 50 для использования в устройстве в соответствии с аспектом изобретения. В этом варианте осуществления изобретения центральное отверстие 32 изначально герметизировано посредством мембраны 106, изготовленной из материала, который выполнен с возможностью растворения в горячей воде. Это помогает изначально удерживать молотый кофе 34 в верхней камере, пока не будет добавлена горячая вода, с тем, чтобы молотые кофейные зерна были суспендированы в воде до того, как мембрана растворится, и вода попадет в нижнюю камеру. Перегородочный блок 50 может быть предварительно наполнен молотым кофе 34. Для образования герметичного блока верхний конец перегородки 22 также может быть закрыт водорастворимой мембраной 108 при нахождении молотого кофе внутри герметичной перегородки. Аналогичные водорастворимые мембраны могут быть включены в другие варианты осуществления устройства, описанные в настоящей заявке, при необходимости либо в сочетании, либо раздельно. На ФИГ. 25 также изображена альтернативная ручка 109, прикрепленная к верхней мембране для содействия в расположении блока в контейнере. Эта концепция может быть использована и с другими типами заварочного материала при условии, что мембраны являются растворимыми в жидкости, используемой для настаивания.
В описанных вариантах осуществления изобретения перегородка 22 либо неразъемно расположена в контейнере (по меньшей мере когда контейнер собран, если он состоит из двух частей), либо неподвижно расположена в контейнере на фиксированной или заданной высоте выше основания перед введением в контейнер жидкости. На ФИГ. 26-30 изображены альтернативные варианты осуществления устройства и способов, предложенные в соответствии с аспектами изобретения, в которых перегородку вводят в контейнер после завершения настаивания. В этих вариантах осуществления элементы, которые являются одинаковыми или имеют в целом одинаковые функции с элементами, описанными выше в отношении предшествующих вариантов осуществления изобретения, имеют такие же ссылочные позиции, но увеличенные на 100.
Устройство 110, представленное на ФИГ. 25, содержит контейнер 112, содержащий основание 114 и прямостоящую периферийную стенку 116, которые образуют внутренний объем 118 для содержания жидкости. Контейнер 112 открыт на верхнем конце и содержит съемную крышку 119. Контейнер 112 и крышка могут быть выполнены аналогично контейнерам 12 и крышкам 19 в ранее описанных вариантах осуществления изобретения, к которым следует обратиться, и соответственно не описаны здесь более подробно.
Перегородка 122 выполнена как часть перегородочного блока 150, который вставлен с возможностью скольжения во внутренний объем контейнера 112. Перегородочный блок 150 представляет собой узел, который содержит верхнюю часть 152, включающую в себя перегородку 122, и нижнюю часть 154, включающую в себя перфорированное второе основание 156 и прямостоящую периферийную стенку 158. Верхняя часть 152 и нижняя часть 154 выполнены с возможностью разъединения и соединены друг с другом по посадке с натягом, хотя они могут быть собраны с помощью винтового соединения или любым другим подходящим способом.
Перегородка 122 является по существу конической или воронкообразной и содержит центральную область 130, расположенную ниже ее внешней периферии 128. Через верхний конец перегородки 122 проходит поперечный элемент 176, каждый конец которого соединен с периферийной областью перегородки. Перегородка содержит в центре одно первое отверстие 132. Периферийная стенка 158 нижней части 152 проходит от наружного края основания 156 к периферии 128 перегородки 122 таким образом, что объем ниже перегородки 122, окружающий центральное отверстие 132 ниже перегородки, закрыт стенкой 158 и основанием 156. По периферии 128 перегородки установлено уплотнение 162. Уплотнение 162 взаимодействует со стенкой 116 контейнера, когда перегородочный блок 150 вставлен во внутренний объем контейнера 112, с образованием герметичного уплотнения между стенкой 116 контейнера.
При использовании, когда крышка 19 и перегородочный блок 150 извлечены из контейнера, кофе заваривают в контейнере посредством введения молотых кофейных зерен 134 и горячей воды во внутренний объем 118. Внутренний объем наполняют до предполагаемого максимального уровня 140 наполнения. Он может быть отмечен на контейнере в качестве ориентира для пользователя, и другие более низкие уровни наполнения также могут быть отмечены.
После того, как молотый кофе 134 настаивался достаточно долгое время для заваривания желаемого кофе, перегородочный блок 150 опускают через внутренний объем контейнера. При введении перегородочного блока во внутренний объем уплотнение 162 взаимодействует со стенкой 116 контейнера над предполагаемым максимальным уровнем 140 наполнения, так что ниже уплотнения и перегородки 122 заключен объем воздуха 138. Уплотнение 162 может иметь наружный диаметр, превышающий диаметр отверстия внутреннего объема, для обеспечения захвата по меньшей мере некоторого количества воздуха ниже уплотнения и перегородки 122 при введении перегородочного блока 150. При опускании перегородочного блока 150 жидкость, находящаяся ниже перегородки, может перемещаться выше перегородки 122 за счет прохождения через отверстие 132. Однако для достижения отверстия 132 жидкость должна сначала пройти через перфорированное основание 158, которое отфильтровывает по существу всю кофейную гущу 134 таким образом, что жидкость в верхней камере над перегородкой содержит заваренный кофе 142, который по существу не содержит кофейную гущу. Воздух 138, захваченный ниже уплотнения 162, не может выйти до тех пор, пока сохраняется герметичность, и, таким образом, перемещается вниз при опускании перегородки 122, становясь немного сжатым в процессе.
После того, как перегородочный блок 150 полностью опущен, как показано на чертеже, вся или большая часть кофейной гущи 134 заключена в нижней камере 126 ниже перегородки 122 и, таким образом, изолирована от кофе 142, находящегося выше перегородки. Как и в предшествующих вариантах осуществления изобретения, со стороны воздуха 138, захваченного в нижней камере 126 под перегородкой 122, на жидкость 144 в нижней камере воздействует сила, которая препятствует смешиванию жидкостей 142, 144 в двух камерах через центральное отверстие 132, и, таким образом, по существу отделяет заваренный кофе 142 в верхней камере 124 от жидкости 144 в нижней камере 126.
Перегородочный блок 150 может быть прикреплен к концу плунжера, установленного с возможностью скольжения в отверстии, выполненном в крышке 119, так что перегородочный блок 150 может быть введен в контейнер и опущен аналогичным образом, как было описано в отношении фильтрующего узла во френч-прессе. Однако могут быть использованы и другие компоновки, обеспечивающие пользователю возможность управления перегородочным блоком 150. Кроме того, следует отметить, что перегородка 122 не обязательно должна являться частью перегородочного блока 150, как показано на чертежах, а может быть выполнена в другом виде. В одном возможном примере в отверстии 132 может быть расположен фильтр для устранения необходимости в нижней части 154 перегородочного блока.
В этом и последующих вариантах осуществления изобретения некоторая часть молотых кофейных зерен 134 или все они захватываются в нижней камере 126 при опускании перегородочного блока 150, а не тонут, опускаясь в нижнюю камеру через центральное отверстие 32, выполненное в перегородке 22.
На ФИГ. 26 изображено, каким образом вариант осуществления изобретения, представленный на ФИГ. 25, может быть дополнительно модифицирован, чтобы включать в себя механизм 170 заглушки, аналогичный описанному выше со ссылкой на ФИГ. 3-6, для физического закрытия центрального отверстия 132 после опускания перегородочного блока 150 в нижнюю часть контейнера. Механизм заглушки содержит стержень 172, установленный с возможностью скольжения в отверстии, выполненном в поперечном элементе 176, и головку 178, расположенную на нижнем конце стержня, для вхождения в отверстие 132. Устройство может содержать плунжерный механизм, аналогичный плунжеру 66 в ранее описанных вариантах осуществления изобретения, на который нажимают для опускания стержня и взаимодействия головки в отверстием 132. Плунжер 66 может быть телескопическим или иным образом выполненным с возможностью сжатия по длине так, что изначально его опускают нажатием для опускания перегородочного блока 150 до тех пор, пока блок не достигнет нижней части контейнера, а затем он сжимается по длине для опускания стержня с закрытием отверстия 132.
На ФИГ. 27 изображена модификация, в которой на верхнем конце перегородки 122 установлен фильтр 120. В этом варианте осуществления изобретения перегородка содержит проходящие вниз стойки 190, которые поддерживают перегородку на основании 114 контейнера, когда она полностью опущена. В этой конфигурации фильтр 120 удерживает любые частицы молотых кофейных зерен 134, прошедшие через отверстие 132 при опускании перегородки, внутри объема, образованного верхней поверхностью конической перегородки и фильтром. Отсюда большая часть молотых кофейных зерен опускается обратно через отверстие 132 в нижнюю камеру, где они оказываются отделенными от кофе, находящегося в верхней камере. Хотя некоторое количество молотого кофе 134 может остаться над отверстием 132, оно относительно мало и, таким образом, вряд ли окажет значительное воздействие на вкус кофе 142.
На ФИГ. 28 показано, каким образом лопатки или другие перемешивающие элементы 191 могут быть добавлены к стержню 172, установленному в перегородке 122, и использованы для перемешивания кофе 142 в верхней камере при вращении стержня.
На ФИГ. 29 изображен вариант осуществления изобретения, в котором перегородка 122 является выпуклой, причем ее центральная область 130 расположена выше ее внешней окружности 128, которая обеспечивает герметичный контакт со стенкой 116 контейнера. В этом варианте осуществления изобретения перегородка 122 содержит участок 122А прямостоящей периферийной стенки и выпуклый конический участок 122В, проходящий вверх от верхнего конца участка 122А. На вершине конического участка расположено центральное отверстие 132. На нижнем конце участка 122А прямостоящей стенки расположен первый фильтр 120А, а в отверстии 132 расположен второй фильтр 120В. По периметру участка 122А прямостоящей стенки расположено множество уплотнений 162, которые взаимодействуют со стенкой контейнера и обеспечивают герметичность. В этом варианте осуществления изобретения в нижней камере захвачен относительно малый объем воздуха 138 между самым нижним уплотнением 162' и нижним краем прямостоящей стенки 122А перегородки, который расположен чуть ниже уровня нижнего уплотнения 116'. Несмотря на то, что объем воздуха относительно мал, он достаточен для приложения силы к жидкости в нижней камере 126 для предотвращения перемещения жидкости между верхней и нижней камерами. Что касается варианта осуществления, показанного на ФИГ. 27, фильтры 120А, 120В предотвращают прохождение молотых кофейных зерен через центральное отверстие 132 и попадание в верхнюю камеру 124 при опускании перегородки через заваривающийся кофе.
Вышеприведенные варианты осуществления изобретения описаны исключительно в качестве примера. Возможно множество вариантов в пределах объема изобретения, заданного прилагаемой формулой изобретения. Например, хотя устройство описано, главным образом, для применения при заваривании горячих напитков с использованием горячей воды и заварочного материала, такого как молотые кофейные зерна или чайные листья, устройство может быть выполнено для использования при заваривании холодных напитков с использованием холодной воды или даже при настаивании различных твердых пищевых материалов в различных жидкостях для производства ароматизированной жидкости для потребления. Соответственно, ссылки в описании на горячую воду могут быть заменены ссылками на холодную воду и другие потребляемые жидкости при необходимости, а ссылки на молотый кофе могут быть заменены ссылкой на заварочные материалы в целом.