专利名称：用于酿造的设备以及用于制造该设备的方法
本实用申请要求下面的美国临时申请的优先权标题均为“微波咖啡酿造器”的2003年12月10日递交的60/528,547和2004年2月20日递交的60/546,518，以及2004年9月9日递交的标题为“用于酿造的设备以及用于制造该设备的方法”的美国实用申请10/937,720，本申请通过参考结合所有这些申请的全部内容。
背景技术：
本发明大致针对酿造设备，并且更具体针对适用于在微波炉内用于将酿造物质酿造成液体的设备以及制造这种设备的方法。
在文献中已经描述了适于一杯性服务的可任意使用微波加热的咖啡酿造器。在这些酿造器中，将水加入到贮水器中并且将带水的酿造器放置在任意公知类型的用于接收热饮的消费者的茶杯或杯子上。随后，将酿造器和茶杯放置在微波炉内，在其中进行适当设定的微波酿造需要大约5分钟或更短的时间。酿造操作过程中，水在贮水器中加热并到达所需要的温度，水在贮水器下方的酿造腔内与咖啡装料混合。最后，酿造的咖啡通过重力从酿造腔分配到饮用容器内。
在1993年9月7日授予Erickson等人的标题为”饮料生成器”的美国专利No.5,243,164中公开了一种这样的可微波加热咖啡酿造器。在Erickson的酿造器中，贮液器在其底部包括至少一个用于将酿造的液体分配到饮用容器内的开孔。在贮液器底部的该至少一个开孔上方设置滤纸并且在滤纸上设置咖啡研磨物装料。热响应薄膜隔板设置在咖啡研磨物装料上方并贴附在贮液器的内侧周边，以防止贮液器内的液体与咖啡研磨物混合，直到液体达到适当的温度。
为了用Erickson酿造器酿造咖啡，贮液器填充适当数量的水并设置在饮用茶杯或杯子上方。随后，将贮液器和茶杯放置在设定为以所需要的设置开始的微波炉内进行加热。随着水温达到隔板材料的熔化温度，隔板破裂并将水暴露到咖啡研磨物进行酿造。酿造的咖啡通过重力经滤纸以及贮液器的至少一个开孔释放到茶杯。
尽管Erickson酿造器提到了使用氮气净化(即，填充)的零售袋保存多个储藏组件，但是单个酿造器，具体是它们的各个咖啡装料，并没有单个密封。因而，复合包装一打开，咖啡的新鲜度就开始降低。同样，Erickson酿造器在隔板破裂后立即进行流通式酿造，因而禁止了在将酿造液体引入到服务用杯之前研磨物的逐步湿润。这种缺乏逐步湿润可能使空气袋留在研磨物以及纸内，这转而会有影响这些空气袋内以及周围的提取过程的可能。
此外，Erickson酿造器在研磨物上方没有提供滤纸层。这种设计的一个缺点就是受浮力作用的研磨物可以上升到贮液器内，转而减轻留在酿造腔内的研磨物的水阻力并允许最终导致较少提取的更高流速。这种设计的另一缺点是研磨物将滞留并保持在流体排出压力最大(即，相对贮液器的质心尽可能低)的位置处。漂浮在液面上或液面附近的受浮力作用的研磨物不能受益于排出压力，以便辅助提取过程。此外，在贮液器内出现研磨物是美观上所不希望的，并且如果贮液器重复使用，也是清洁负担。
因而，本发明通过提供改进的酿造设备以及制造该设备的方法克服了现有酿造器的上述缺陷。
发明内容
根据本发明的一方面，用于用液体酿造酿造物质的设备包括用于存储液体的容器，该容器包括至少一个用于从其分配液体的开孔；容纳酿造物质的密封滤纸包；以及封装密封包的热敏膜层，封装包设置在容器内覆盖该至少一个开孔的位置，容器配置为坐在饮用容器的顶部以允许液体从该至少一个开孔排入到饮用容器。
根据本发明的另一方面，制造酿造设备的方法包括以下步骤将容器配置为存储用于酿造的液体并经其中的至少一个开孔分配液体；用热敏膜层封装容纳酿造物质的滤纸密封包；将封装包设置在容器内覆盖该至少一个开孔的位置；并且将容器配置为坐在饮用容器顶部以允许液体从该至少一个开孔排入到饮用容器。
根据本发明的又一方面，用于用液体酿造酿造物质的设备包括用于存储液体的容器，该容器包括至少一个用于从其分配液体的开孔；容纳酿造物质的热敏膜封装包；以及覆盖封装包以形成子组件的滤纸层，该子组件设置在容器内覆盖该至少一个开孔的位置，该容器配置为坐在饮用容器顶部，以允许液体从该至少一个开孔排入到饮用容器内。
根据本发明的又一方面，制造酿造设备的方法包括以下步骤将容器配置为存储用于酿造的液体并且经其中的至少一个开孔分配液体；用热敏膜层封装酿造物质；用滤纸覆盖封装酿造物质以形成子组件；将子组件设置在容器内覆盖该至少一个开孔的位置；并将容器配置为坐在饮用容器顶部以允许液体从该至少一个开孔排入到饮用容器内。
图1是适用于实施本发明一方面的酿造设备部件的分解、等大示意图；图1A是适用于图1的实施例中的酿造物质封装包的截面示意图；图2是根据图1内描述的发明方面的组装的酿造设备的截面示意图；图3是适用于图1的实施例中的酿造容器的等大视图；
图4A-图4C是适用在图1的实施例中的用于容纳酿造物质的滤纸密封包的顶部、侧面以及等大视图；图5A-图5C是适用在图1的实施例中的的热敏膜层的顶部、侧面以及等大视图；图6是适于实施本发明一方面的组装的酿造设备的另一截面视图；图6A和图6B是图6的组装的酿造设备的局部的更详细的剖视图；图7是描述适用于图1的实施例中的容器嵌套的示意图；图8描述组装的酿造设备的嵌套的示意图；图9是适用于本发明另一方面的实施例中的容纳酿造物质的子组件的部件的分解、等大示意图；图10A-图10C是图9中描述的组装的子组件的顶部、侧面以及详细的截面视图；图11A和图11B是根据本发明的另一方面的组装的酿造设备的顶部以及截面侧视图；图11C是图11A和图11B中描述的组件的局部剖开的更详细截面视图；图12A和图12B是适用于图11A和图11B实施例中的容器的顶部和底部等大视图；图13A和图13B是根据本发明又一方面的组装的酿造设备的顶部和截面侧视图；图13C-图13E是图13A和图13B中描述的组件的特定细节的剖开的截面视图；图14和图15是适用于图13A和图13B的实施例中的排放设备的底部和顶部剖开的等大视图；图16是图13A和图13B的实施例中的部件的分解、等大视图；图17是承坐在饮用容器上的组装的酿造设备的等大示意图；
图18是示范性的组装的酿造设备嵌套的示意图；图19是适于实施本发明又一方面的酿造设备的部件的分解、等大示意图；图20是图19中描述的酿造设备的等大、剖开的底部视图；图21是适于实施本发明又一方面的酿造设备部件的分解、等大示意图。
具体实施例方式
在图1到图6B中描述了本发明一方面的适当实施例。图1是适用于微波炉中的酿造设备部件的分解、等大附图。参照图1，包10容纳酿造物质(未图示)，其可以是例如咖啡研磨物、研磨的茶叶、巧克力或其他加味的粉末以及类似物质。酿造物质甚至可以包括奶粉和糖或糖代替物的组合。图4A-图4C的不同视图提供了更详细的适当酿造物质包10的描述。如图4B的截面视图所示的，酿造物质分别容纳在顶部和底部滤纸层12和14内。
一般说来，滤纸层12和14可以由例如马尼拉麻，纤维素以及热塑性纤维组成。发现Crompton#47604或相当的纸材料能提供合适的滤纸层。其他合适的滤纸特征包括重量为每平方英寸21.0毫克，空气渗透率为每分钟每平方米50立方米，厚度为89微米，湿爆破强度为22kPa，干抗张强度为MD98g/mm并且CD34g/mm，并且密封强度潜力为377g/50mm。纸的食物等级应该优选遵守FDA标准21CFR176.170。
如图4A-图4C所示，滤纸层12和14可以是例如直径大约2.9英寸的圆形形式。酿造物质可以设置在底部纸层14上方，优选形成最高点位于纸14中心的堆。顶部纸层12可以设置在酿造物质上方，其周向边缘与纸14的周向边缘对齐。顶部和底部纸层12和14可以绕其周边密封到一起，以形成具有例如大约0.25英寸宽并且大约8密耳厚的相对平坦的环形缘16的包10。密封过程可以通过任意的商业方法进行。图4C描述了生成的三维等大视图的示范性包10。
回到图1，酿造设备包括分别由热敏膜制成的顶层和底层18和20。在本实施例中，顶层和底层18和20的形状相同或相似。在图5A-图5C中显示了示范性顶部或底部热敏膜层的视图，以提供其更多细节。然而，应理解膜层18和20在与咖啡包整合之前不必预制成所示的穹顶形状。由于它们与包10整合，膜层18和20可以是略微起皱的平的圆形空白片。膜层18和20的合适热敏材料为乙烯-醋酸乙烯酯，例如是厚度为大约0.00225英寸(0.057mm)的共聚物膜。这种材料由美国俄亥俄州Beachwood的J.D.Rasner&Co以LOMEL商标名进行商业销售，该材料的食物等级遵守FDA标准。顶部和底部膜层18和20可以制造为在不同温度熔化或破裂。例如，顶部膜层18可以制造为在大约160破裂，而底部膜层20制造为在180大约破裂。应该理解，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对顶部和底部膜层18和20使用其他破裂温度。
如图5A-5C中所示的，例如顶部和底部膜层18和20可以分别定型为直径大约2.9英寸的圆形，绕其周边具有宽度大约为0.25英寸的相对平坦的边缘22。各膜层18和20的中心部分24可以定型为与包10的形状基本一致，以使顶部和底部膜层18和20可以如图1A的剖开的截面示意图中所示的分别设置在包10的顶面和底面上。然而，如上一自然段所解释的，在不脱离本发明的基本原理的情况下，膜层18和20采取其他形状。参照图1A，可以绕其边缘22的周边对膜层18和20进行热密封，以形成密封接口28。这可以通过例如象超声波加热这样的任何公知热密封技术实现。因而容纳酿造物质26的包10可以密封在膜层18和20内，以便形成封装的酿造物质26的子组件30。如本申请上文所描述的在子组件30中封装酿造物质的过程可以在氮气环境下执行。
回到图1，酿造设备进一步包括酿造篮或容器40。在本实施例中，容器40可以由大约0.020英寸厚的高抗冲聚苯乙烯材料制成并且配置为截面积从顶部到底部渐缩的正方形或矩形截面形状。本实施例的容器40的示范性尺寸包括在顶部每侧大约4.7英寸，高度为大2.1英寸。尽管本实施例对容器40使用矩形截面形状，应理解在不脱离本发明的基本原理的情况下可以使用其他截面形状，例如象圆柱形。为了提供附加的结构强度以及出于设计目的，容器40沿侧面和底部可以包括多种不同形状的轮廓。
在酿造容器40底部是空腔42，其在图2的截面视图以及图3的等大视图中显示得更加清晰。如图2所示，在本实施例中，空腔42可以配置为截头圆锥形状以适应子组件30，但是其他的形状也是足够的。如图3所示，在空腔42的底部是结构为圆形并包围相当大的空腔42的底部部分的开孔44。图6、图6A和图6B更详细地描述了本实施例的容器40。图6是容器40的另一截面视图，其显示从底面延伸并且容器40可以在竖直方位搁置在其上的突起或脚46。脚46还可以在图2和图3中看到。图6A的截面示意图更详细地揭示了脚46中的一个脚。
在本实施例中，脚46沿外底边设置并基本与容器40的矩形截面四角对齐。然而，应理解脚46可以以任何间隔图案绕底边设置。尽管在本实施例中描述了四个脚46，应理解使用三个脚46也无妨，只要它们绕容器40的外底边彼此适当间隔。
为了完成酿造设备的组装，如图2和图6的截面视图所示，密封的子组件30设置在空腔42内。如图6B所示，它是搁置在空腔42内的子组件30的更详细的剖开截面视图，子组件30的边缘22绕容器40的底面的边50周向就座。注意子组件30的重量在酿造过程期间产生相对空腔42侧壁的密封，通过本申请下文的描述可以更好地理解。作为备选实施例，包10、膜层18和20以及容器40可以在单一步骤中集成。
图7描述了在本申请上文中描述地组装过程之前用于存储的多个酿造篮40的嵌套的截面视图。注意篮40的形状配置成紧密配合在彼此内，以使他们在存储过程中占据很小的空间。图8描述可以紧密堆叠在彼此内的多个组装酿造设备的嵌套的截面示意图。因而，可以将多个组装酿造设备的堆栈包装到一起，以便在零售商或消费者货架上不占太多空间地进行零售。
购买零售包装后，消费者从包装拿出酿造单元并用所希望的液体(例如象水)将容器40填充到适当水平。如果酿造器单元要用于液体的单杯酿造，消费者可以例如用8或9盎司液体填充容器40。为此，可以在容器40的一个或多个内侧面提供填充线。注意如图6B所示，篮40内液体的重量可以相对空腔42的壁稳固地挤压子组件30。随后，如图17所示，酿造器单元可以放置在例如可以是杯子的饮用容器的顶部上，以使空腔42的底面搁置在杯子顶边的周围。注意，开孔44落入饮用容器的顶部开口内并且脚46将在杯子的开口上方以开孔44为中心并阻止容器40在杯子顶边上滑动。
此后，酿造器单元和杯子可以设置在微波炉内进行加热，这可能花费几分钟，取决于微波炉的功率。在本实施例中，当液体温度达到顶部膜层18的破裂温度，可能是大约160，膜层18开始变薄并破裂，产生在破裂点开始并朝向外侧边界移动的层18的剥离，并暴露滤纸层12。在该点处，热液体将穿透纸层12并与酿造物质混合。注意，底部膜层20还未破裂，因而允许热液体坐在并湿润酿造物质26的微粒的其整个体积，使酿造物质的香味更均匀地输入到酿造液体内。
酿造液体将由微波炉继续加热。随后，随着液体达到底层20的破裂温度，例如大约为180。底层20将以与顶层18类似的方式破裂，因而通过重力将酿造的液体经滤纸14和开孔44分配到饮用容器内。酿造过程可以在一个微波周期后进行若干分钟。此后，酿造液体处于饮用容器中。注意顶部和底部滤纸层12和14将酿造物质26的微粒保持在包10的容积内，以确保酿造过程中香味的完全输入。例如对于咖啡的酿造，酿造周期将花费3-5分钟的量级。对于其他酿造，酿造时间可以依据使用的液体和酿造物质而变化。酿造时间还将依据使用的微波炉的功率而变化。
前述实施例的优点如下热敏膜层内封装酿造物质装料包提供了在零售包装打开以后保存每个单元的酿造物质装料一定时间。不需要用户相互作用来打开或去除封装包的薄膜密封，因为这将在酿造过程中自动出现。此外，酿造物质装料的阶段性暴露允许毛细管作用，以便首先允许在较高流速酿造过程开始之前少量液体平缓地渗入酿造物质，因而允许贮液器内更大部分的液体流经湿润的酿造物质装料。
此外，本实施例在过滤包内以稳定形状容纳酿造物质，因而保持水阻力均匀并且可预测，这对于从一个酿造器到下一个酿造器的一致提取是优选的。同样，酿造物质装料保持在流体排出压力很大的位置。注意，酿造物质完全容纳滤纸包内，这阻止酿造物质进入贮液器。
图9是适用于酿造设备的备选实施例中的用于容纳酿造物质的子组件单元60的部件的分解、等大视图。参照图9，顶部和底部热敏膜层62和64分别封装酿造物质66，例如在本实施例中可以是咖啡研磨物。膜层62和64可以是与本申请上文针对层18和20所描述的相同或类似类型和结构，并且可以绕其边缘部分的边界热密封到一起，以便完全封装酿造物质。此外，顶部和底部滤纸层68和70分别设置并附着在各顶部和底部膜层62和64的表面上以形成分别在图10A和图10B的顶部和底部视图所示的子组件60。滤纸层68和70可以是本申请上文针对纸层12和14所描述的相同或类似的类型以及结构。图10C是子组件60的层62、64、68和70的更详细的截面视图。
以上面的方式，酿造物质的封装子组件可以形成为独立的子组件，随后通过例如超声波、振动、激光以及热焊接后续附着到贮液器结构上，如结合图11A-C更详细描述的。所描述的布局允许使用相对普通的子组件形成机器。通过对比，在现有概念中咖啡研磨物封装必须需要能够除了在氮气环境中的纸和塑料层外还能够处理模制的贮液器的定制机器。对于速溶子组件，只有其制造在氮气环境中进行，并不是整个酿造器单元的组件。优选在组装过程以及装在封装薄内附近提供100％氮气环境，以排出潜在的有害氧气。
图11A和图11B描述了设置在底部液体扩散部件74顶部的容纳酿造物质子组件60的贮液器篮72的顶部和侧面视图，该底部扩散部件设置在图12A和图12B的顶部和底部等大视图中更详细地进行了显示。在该备选实施例中，贮液器72的截面为正方形或矩形并且底部扩散部74形状为圆柱形并且包含贴附在该部件边界到部件中心的点78之间的辐条76。辐条76到开口边界均匀设置，以便在期间产生从贮液器72分配液体所流经的楔形开口。
图11C是显示子组件60的边缘73如何周向搁置在贮液器72的绕其底面设置的突出部76上的放大截面视图。如上文所提到的，子组件60的边缘73可以通过例如超声波、振动、激光或热焊接附着在贮液器结构72的突出部76。同样，如图12A和图12B所示，脚80可以在贮液器72底部边界附近形成或贴附，优选与其矩形截面的四角对齐。圆柱形扩散部74可以在脚80下方延伸一定距离，以便在如本申请上文所描述的酿造过程中贮液器72搁置在饮用容器的顶部边缘上时，圆柱形扩散部74将落在饮用容器开口内。来自贮液器72的过道或者酿造物质子组件60设置于其上的扩散部74的开口区域在速溶实施例中很大并且很少受限制。大的开口将在水和咖啡研磨物之间产生更均匀的接触，最后提供改进的提取以及更短的酿造时间。
关于建议的子组件结构的几点如下顶部上的滤纸层防止受浮力作用的研磨物上升到贮水器内(即，将研磨物保持在酿造腔内以便进行最佳提取)；顶部和底部上的滤纸层便于热熔化，这是由于该纸防止熔化的塑料膜粘附在加热模具上(相信在超声波焊接过程中可以观察到相同的好处)；如上文一样，顶部和底部双热敏膜结构提供了新鲜度密封，特别是不需要用户干预打开的那种；底部膜层和上游顶部膜层之间的熔化温度差提供两个功能(a)保证下膜最后破裂(如果因为水随其通过研磨物而失去温度使两个膜具有相同的熔点则无法保证)，并且(b)下膜在酿造腔中暂时保留热水，以确保研磨物的良好浸泡。
如上文所提到的，贮液器72的合适材料为泡沫聚苯乙烯(a.k.a.、EPS、可膨胀聚苯乙烯)，其可以是EPS模制成所希望的配置或形状，这是由于EPS的优越的绝热属性。与更致密的塑料材料相比，使用这种材料将缩短酿造液体的微波加热时间。同样上文提到，可以嵌套多个酿造器，以便进行有效包装。使用密封的多包零售容器(未图示)倾向于提供新鲜密封(除了由各子组件内的两个EVA膜层提供的将咖啡单独封装在各“酿造器”内以外)。各单独子组件的封装允许要打开的多包容器的新鲜封装并还保持了单独子组件内的酿造物质的新鲜。
图13A-图16中描述了根据本发明另一方面的酿造设备的示范性实施例中。参照描述该酿造设备的顶部和截面视图的图13A和13B，贮液器90显示为具有截面积从顶部到底部渐缩的正方形截面。贴附到贮液器90底部的是形状为圆柱形的酿造腔92。贮液器底部向在贮液器90和酿造腔92之间形成过道的排水区域94倾斜。贮液器90设计为保持酿造液体，该液体例如可以是水。液体通常加入并随后在微波炉内的贮液器90内进行加热。可以加入预先加热的液体以加速微波加热过程。可以使用极热的液体以完全避免使用微波炉。
如上文提到的，贮液器90优选正方形或矩形截面形状，但也可以是任意形状。对于微波炉所使用的空间，正方形或矩形形状可以使贮液器的容量最大化。本发明酿造设备的形状是优选的，因为它允许酿造器在任何微波炉的小隔室内配合该设备。例如，比较分别具有相等直径和侧面长度以及相等高度的圆形和正方形贮液器，正方形贮液器的体积容量更大。因而断定，具有相同体积容量并且侧面长度与圆形贮液器直径相同的正方形贮液器的高度更小。如果所使用的微波炉的设计紧凑，则这种情况是有利的。但是，嵌套的主要好处是潜在地允许在零售货架地有限区域内放置更多数量的单元。许多不同形状的贮液器可以以相同的垂直效果进行嵌套。嵌套的圆形是优选的，因为它们能够以无穷的连续态进行定位，然而矩形形状仅具有90°间隔的四个嵌套位置。
贮液器90可以由透明或半透明材料制成。这样允许可视观察贮液器内的液面。优选材料为聚丙烯。聚丙烯的熔化温度为大约210。如图13B所示，贮液器90可以包括加强接缝91。接缝91可以用于多个目的。首先，接缝91可以增加贮液器90的刚性，防止它轻易破碎。第二，可以定位接缝91作为填充线，允许用户知道何时需要体积的液体已经倾入到贮液器90内。
贮液器90在其底面上可以包括一系列脚93。脚93可以具有可变配置。本实施例的脚93与图12B中所示的脚80类似，其中各脚由一对平行突起形成。突起在贮液器的边界向彼此弯曲，并接合(即，圆形)。在相对端，突起邻接酿造腔92的壁(参见图14)。在备选实施例中，各脚可以是单个突起。脚93作用是向贮液器的基底提供强度和刚性并作为酿造器在茶杯或杯子上的支撑物。各脚的延伸长度允许单个尺寸定制的酿造器稳定地放置在不同直径的饮用容器上。因而，对于若干形状和尺寸的杯子和茶杯，酿造器是通用的。在其他实施例中，脚93不是必需的。
排水组件94作为贮液器90和酿造腔92之间的液体过道。再参考作为酿造腔92的内部的剖开的等大底部视图的图14并参考作为贮液器90基底的剖开的等大顶视图的图15，这两个视图都更详细地显示了排水组件94。排水组件94可以包括贮液器90的基底内的开孔96。开孔96可以覆盖有在下文中更详细描述的热敏膜封口98。排水组件还可以包括从贮液器90的基底向下经开孔96延伸的扩散外延100。扩散外延100可以与贮液器90整体形成。
扩散外延100可以包括多个从中心轴向构件104延伸到开孔96的壁的辐条102，其定向为向下与开孔96横向(参见图15)。轴向构件104和辐条102的结构延伸到开孔96下方(参见图14)，以便为酿造腔92形成楔形开口区域。限定这些楔形开口区域的轴向构件104和辐条102作为结构支撑框。扩散外延100的支撑属性还防止定位在排水组件94下方的滤纸层在酿造器的包装或处理过程中向上变形，这通过本申请下文的描述变得更加显而易见。扩散外延100内的开口区域或开孔与支撑框结合允许流经排水组件94的液体经酿造腔92放射状传播，而不是集中在贮液器开孔96正下方的位置处。扩散结构的存在对于酿造液体的味道以及酿造腔92内的所有酿造物质微粒的均匀酿造时间都是重要的。
在本实施例中，酿造腔92由从贮液器90底部向下延伸的圆形壁限定。然而，酿造腔92可以具有任意形状。酿造腔保持酿造物质106，例如可以是咖啡研磨物。咖啡研磨物的研磨尺寸可以变化，以满足所需要的酿造特征。研磨物尺寸还可以依据所使用的含咖啡因或脱咖啡因的咖啡类型而变化。滤纸108在酿造腔92内支撑酿造物质106。如果不是存在纸过滤器108以及如下文所描述的另一热敏膜密封110，酿造腔92在其基底上开口。在一实施例中，酿造腔的开口基底的高度和直径分别为大约0.5英寸以及2.25英寸。作为比较，在同一实施例中(比例为4.5∶1)，贮液器底部的开孔96的直径可以是大约0.5英寸。可以调节这种比例以实现所需要的酿造特征。
如上文所提到的，酿造腔92保持可以是咖啡的酿造物质106的装料，热酿造液体，象水，将流经该酿造物质106。酿造物质装料的微粒或研磨物尺寸可以根据使用的酿造物质而改变。还可以修改研磨物尺寸以改变液体在酿造腔92内的停留时间以及改变通过研磨物装料的液体流动特征。除了使用不同类型或香味的酿造物质，可以使用物质补充物或代替物。甜料或粉状乳制品可以与研磨物混合。作为备选实施例，可以放置甜料或粉状乳制品作为酿造腔92内的分离层状层。层状层可以以任何顺序放置。层状层由滤纸层108、热敏膜封口层110或者根本不通过材料进行间隔。可以使用传统的挤压机将酿造物质微粒的装料106以及可能的补充物挤压成圆盘形。
纸过滤器层108设置在酿造物质装料106下方，以防止研磨物进入酿造器的茶杯或杯子。过滤器108具有各种特征，例如纤维类型、尺寸、但尼尔、长度以及配置。可以改变这些特征以实现所需要的酿造情形。例如，可以控制酿造腔内的停留时间。此外，可以控制水在酿造腔内径向传播的角度。
如在图13D的更详细截面图内所示的，可以使用超声波接合过程将纸过滤器层108贴附到酿造腔92的壁112上。形成酿造腔壁112以便限定最低末端的点114。纸过滤器层在这些点114与酿造腔接触，并且操作为形成如图13D所示的连接。如图13E的更详细的截面图所示的，可以在扩散外延的最低壁上重复这种接合过程。如图13E所示，扩散外延100在其基底限定了圆形接合表面116。还可以使用其他将过滤器108接合到酿造器设备的方法，例如粘胶或一种或两种接合材料的热变形。
在备选实施例中，酿造物质装料106容纳在子组件袋中，该袋中包括如本申请上文所描述的过滤器材料。作为备选实施例，该袋还可以由上文所描述的薄膜密封材料组成。
在本实施例中，热敏膜封口设置在贮液器90底部的开孔96的上方，因而阻挡该开孔(参见图13C中的层98)，或者处于滤纸层108下方的位置，(参见图13D中的层110)或者处于两个位置。热敏膜封口可以提供一个或多个功能。首先，薄膜可以作为热敏阀门器件。在室温时，密封作为两个区域之间的物理障碍。随着液体在薄膜一侧的区域内进行加热，破坏情形开始。在热液体加热使得薄膜破裂或失效之前经历设定的时间量。该时间量可以是若干因素的函数
1)微波炉将液体温度升到使薄膜开始损坏或破裂的温度所需的时间。在一实施例中，该“临界温度”可以从大约195到205，以及2)薄膜在邻接温度时的耐久度，这可以是选择的薄膜材料、薄膜厚度以及薄膜整体尺寸的函数。优选的薄膜材料是Ethylene VinylAcetate或Lomel。这种材料的熔化或破裂点为大约160。优选的薄膜厚度为从大约0.0015英寸到0.0030英寸。可以以彩色或透明形式提供薄膜。
优选的，热敏膜层98以先前由封口98覆盖的开口或开孔96几乎完全打开的方式失效。结合薄膜98的这种大程度的收缩，薄膜还不会裂成碎片，因而在消费者的茶杯或杯子内将不会接收到密封材料的小片。
在滤纸层108下方使用热敏膜层110的一个好处是增加热液体在咖啡研磨物中的停留时间。当使用两个薄膜封口98和110时，它们可以设计为具有同样或不同的失效属性。在一种酿造方法中，上密封薄膜98设计为在180°-190失效，而下密封设计为在160°-170失效，但是这些温度属性可以颠倒。通过使用的薄膜材料和材料厚度可以控制失效温度。
双膜层98和110可以提供的第二功能是将咖啡研磨物同大气密封开。在周围空气内可能存在湿气、异味或污染物，并且应该同咖啡研磨物隔离。双膜层可以是可透过气体的，但是还可以设计为提供必要的气密封装。出于在用户家存储的目的，双膜层增加了酿造器的货架期。它锁住了新鲜成分。
在利用薄膜封口98覆盖贮液器开孔96并且薄膜密封110设置在滤纸层108下方的实施例中，如果热敏属性不是必须，可以在一个位置使用备选薄膜材料，例如箔。可以利用粘胶、使用上文针对过滤器108所描述的过程类似的超声波接合过程、通过紧固件例如O型环或者通过将薄膜熔化到酿造器将薄膜封口98和110保持在适当位置。图13C显示了在环绕开孔96附近的排水区域94的环形突起或凸出肋120处接合到酿造器底部的膜层98。从贮液器底板凸出的一个或多个肋120为薄膜封口98提供了结合表面。在滤纸层108下方，薄膜密封110结合到酿造腔的壁112上的点122(参见图13D)，该壁向下延伸并到达结合过滤器的点的外侧。
参照图16中显示的本实施例的酿造设备的分解、等大视图，制造酿造设备的优选方法包括利用热敏膜密封贮液器90的底部上的开孔96，同时贮液器90处于直立位置；并且随后将贮液器90旋转180度，使得底部直立。在该旋转位置，酿造物质装料106设置在酿造腔92的适当位置；随后纸过滤器层108设置在适当位置并贴附到本申请上文所描述的点114和116；并且随后第二薄膜密封层110设置在过滤器远离酿造物质装料106的相对侧面上方，并贴附到酿造腔92壁112的点122。
图17是具有啮合用于在微波炉内进行酿造的茶杯132上的圆柱形贮液器的酿造设备130的示意图。用于单杯酿造的贮液器130的液体填充容量在8到9盎司之间(8oz的填充物倾向于产出7到7-1/2盎司的可饮用咖啡，然而9盎司填充物产生大约8oz的可饮用咖啡)。如上文所提到的，相信正方形截面形状的贮液器允许更好的利用可用产品货架空间，允许零售商和用户都增加嵌套效率。
图18显示了示范性嵌套或堆叠配置中酿造器的建议零售包装。因而，嵌套的酿造器可以存储在金属或纸听内进行销售。外听盖可以提供附加封口以防止损坏。
图19和图20描述了适于实施本发明的又一方面的示范性酿造设备。图19是本实施例部件的分解、等大视图。图19的实施例的许多部件与上文针对图13A-图16的实施例所描述的部件在结果和功能上相同。这些相同部件将不进一步描述，并且对于本实施例附图标记保持相同。参照图19，包括弹簧134以及阀门136的弹簧加载的阀门组件设置在酿造腔92内开孔96处。弹簧134一端贴附在阀门136上，而另一端贴附在开孔96的周边。阀门136包括平的圆形中心表面137以及三个绕表面区域137在间隔大约120°的点处贴附的弹性脚138。脚138的末端包括与脚138横向的拉伸表面区域140。如图20的剖开的等大视图所示，脚138的表面区域140贴附到酿造腔92内的贮液器90底部的各区域。
在酿造之前，弹簧134保持在压缩状态，以允许阀门136的平坦表面137覆盖并密封贮液器90的开孔96。在本实施例中，弹簧134通过温度敏感蜡材料保持在压缩状态，该材料还可以用于将弹簧134贴附到阀门表面137。用于本实施例的蜡材料包括酰胺蜡，例如亚乙基二硬脂酰胺，以及长链酮，例如象芳酮。但是应该理解对于蜡还可以使用其他组分。
在酿造过程中，随着贮液器液体温度的增加，蜡材料最终熔化，允许弹簧134延伸到未压缩状态。蜡材料的适当熔化温度可以是大约160到190华氏度。弹簧134的这种延伸迫使表面区域137远离开孔96，因而产生加热液体从贮液器90进入酿造腔92并与酿造物质160混合的开口或过道。脚138作为导向凸缘，以便防止阀门表面137在蜡松开之后漂浮回到密封位置内。最后，底部薄膜密封层110破裂，允许热的酿造液体经纸过滤器层108分配到杯子132内。在本实施例中，可以免除上薄膜密封层98，因为阀门组件本身是温度敏感的并且以类似的方式起作用。
图21中显示了适于实施本发明又一方面的酿造设备部件的分解、等大视图。参照图21，本实施例包括在其底部具有小的液体分配开孔(未图示)的圆柱形贮液器150，该贮液器可由例如聚丙烯制成。可以使用顶部热敏膜封口152覆盖并密封贮液器150内的分配开孔，该封口可以由例如箔片制成。与本申请上文描述的阀门组件类似阀门组件154可以贴附到贮液器150外侧底部，以便覆盖并密封分配开孔。例如，阀门154可以由聚碳酸酯材料制成，并以与阀门136类似的方式进行操作。
此外，同样可以由例如聚丙烯制成的酿造漏斗156贴附到贮液器150的基底。酿造漏斗156包括用于将滤纸层158和酿造物质装料160支撑于其中的酿造腔。酿造漏斗156的底部包括至少一个用于从其中分配酿造液体的开孔。滤纸层158可以设置，并可能结合到，沿酿造漏斗156内部边界形成的环状突出部162上，并且装料160可以设置滤纸158上方。底部热敏膜密封层164可以贴附在漏斗156的底部，以便覆盖并密封其至少一个开孔。图21的实施例可以以与针对图19和图20的实施例描述的方式类似的方式进行操作。
尽管上文已经结合多个实施例对本发明进行了描述，应理解这种表示是严格通过实例方式提供的，没有任何以任何方式限制本发明的意图。因而，本发明不应由本申请上文中所提出的实施例描述所限制，而是根据所附权利要求的陈述在宽度和广度范围内进行解释。
权利要求
1.用于用液体酿造酿造物质的设备，所述设备包括用于存储所述液体的容器，所述容器包括至少一个用于从其分配液体的开孔；容纳酿造物质的滤纸密封包；以及封装所述密封包的热敏膜层，所述封装包设置在所述容器内覆盖所述至少一个开孔的位置处，所述容器配置为坐在饮用容器顶部以允许液体从所述至少一个开孔排入到所述饮用容器内。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述封装包固定在所述容器内。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述容器包括配置为接受所述封装包的空腔，并且其中所述封装包设置在所述空腔处。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述空腔位于所述容器的底部；并且其中所述空腔包括覆盖所述空腔的相当大面积的单个开孔。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述封装包包括绕其边界的基本平坦的边缘；其中所述容器包括绕所述空腔的边界配置的突出部；并且其中所述封装包的边缘承坐在所述突出部上。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述封装包的边缘固定在所述突出部上。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述密封包包括顶面和底面；并且其中所述封装包包括覆盖所述密封包的顶面的第一热敏膜层；以及覆盖所述密封包底面的第二热敏膜层，所述第一和第二层沿其外边界贴附到一起，以便在所述第一和第二层内封装所述密封包。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于所述第一和第二热敏膜层具有不同的破裂温度。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于所述第一热敏膜层的破裂温度低于所述第二热敏膜层的破裂温度。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于所述第一热敏膜层的破裂温度为大约一百六十华氏度而所述第二热敏膜层的破裂温度为大约一百八十华氏度。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述容器配置为具有多个脚，以防止所述容器在承坐在所述饮用容器的顶部上时从其上滑落。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述容器配置为允许通过将一个设置在另一个内来嵌套多个容器。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述容器配置为具有从顶部到底部渐缩的矩形截面。
14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述酿造物质包括咖啡研磨物而所述液体包括水。
15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述容器配置为存储单次服务数量的液体；其中所述密封包容纳单次服务的酿造物质装料。
16.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述容器和热敏膜层由适于微波加热的材料制成。
17.制造酿造设备的方法，所述方法包括以下步骤将容器配置为存储用于酿造的液体并且经其中的至少一个开孔分配所述液体；用热敏膜层封装容纳酿造物质的滤纸密封包；将所述封装包设置在容器内覆盖所述至少一个开孔的位置处；并且将所述容器配置为承坐在饮用容器顶部以允许液体从所述至少一个开孔排出到所述饮用容器内。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于包括以下步骤将所述封装包固定在所述容器内。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于包括以下步骤使所述容器的底部配置有形成为接受所述封装包的空腔；并且将所述封装包设置在所述空腔处。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于所述封装步骤包括用第一热敏膜层覆盖所述密封包的顶面；用第二热敏膜层覆盖所述密封包的底面；以及沿其外边界将所述第一和第二层贴附到一起以便在所述第一和第二层内封装所述密封包。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述密封包的顶面和底面覆盖有具有不同破裂温度的热敏膜层。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述密封包的顶面覆盖有具有第一破裂温度的第一热敏膜层；并且其中所述密封包的底面覆盖有具有高于所述第一破裂温度的第二破裂温度的第二热敏膜层。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述密封包的顶面覆盖有破裂温度为大约一百六十华氏度的第一热敏膜层；其中所述密封包的底面覆盖有破裂温度为大约一百八十华氏度的第二热敏膜层。
24.根据权利要求17所述的方法，其特征在于包括将所述容器配置为具有多个脚，以防止所述容器在承坐在所述饮用容器的顶部上时从其上滑落。
25.根据权利要求17所述的方法，其特征在于包括将所述容器配置为通过将一个设置在另一个内允许多个容器的嵌套。
26.根据权利要求17所述的方法，其特征在于包括将所述容器配置为具有从顶部到底部渐缩的矩形截面。
27.根据权利要求17所述的方法，其特征在于包括用适于微波加热的材料制成所述容器和所述热敏膜层。
28.用于用液体酿造酿造物质的设备，所述设备包括用于存储液体的容器，所述容器包括至少一个用于从其分配液体的开孔；容纳酿造物质的热敏膜封装包；以及覆盖所述封装包以形成子组件的滤纸层，所述子组件设置在所述容器内覆盖所述至少一个开孔的位置处，所述容器配置为承坐在饮用容器顶部以允许液体从所述至少一个开孔排出到所述饮用容器内。
29.根据权利要求28所述的设备，其特征在于所述子组件固定在所述容器内。
30.根据权利要求28所述的设备，其特征在于所述封装包包括形成顶面的第一热敏膜层；以及形成底面的第二热敏膜层，所述第一和第二层沿其外边界贴附在一起，以封装酿造物质。
31.根据权利要求30所述的设备，其特征在于所述第一和第二热敏膜层具有不同的破裂温度。
32.根据权利要求28所述的设备，其特征在于所述酿造物质包括咖啡研磨物而所述液体包括水。
33.根据权利要求28所述的设备，其特征在于所述容器配置为存储单次服务数量的液体；并且其中封装包容纳单次服务的酿造物质装料。
34.根据权利要求28所述的设备，其特征在于所述容器和所述热敏膜层有适于微波加热的材料制成。
35.制造酿造设备的方法，所述方法包括以下步骤将容器配置为存储用于酿造的液体并且经其中至少一个开孔分配所述液体；用热敏膜层封装酿造物质；用滤纸覆盖所述封装包以形成子组件；将所述子组件设置在所述容器内覆盖所述至少一个开孔的位置处；以及将所述容器配置为坐在饮用容器顶部以允许液体从所述至少一个开孔排出到所述饮用容器内。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于包括以下步骤将所述子组件固定在所述容器。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于包括以下步骤将所述容器的底部配置为具有形成为接受所述子组件的空腔；并且将所述子组件设置在所述空腔处。
38.根据权利要求35所述的方法，其特征在于所述封装步骤包括将酿造物质设置第一热敏膜层上；在所述酿造物质上方施加第二热敏膜层，以形成封装包的顶面；并且沿其外边界将所述第一和第二层贴附在一起以便将所述酿造物质封装在所述第一和第二层内。
39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于封装所述酿造物质的第一和第二热敏膜层具有不同的破裂温度。
40.根据权利要求35所述的方法，其特征在于所述覆盖步骤包括在所述封装包周围设置第一和第二片滤纸；并且在其外边界将所述第一和第二片密封到一起，以形成所述子组件。
全文摘要
用于用液体酿造酿造物质的设备包括用于存储液体的容器(40)，该容器包括至少一个用于从其分配液体的开孔(44)；容纳酿造物质的滤纸密封包；以及封装密封包(10)的热敏膜层(18，20)，封装包设置在容器内覆盖至少一个开孔的位置处，该容器配置为坐在饮用容器顶部以允许液体从其至少一个开孔排出到饮用容器内。此外，制造酿造设备的方法包括以下步骤将容器配置为存储用于酿造的液体并经其中的至少一个开孔分配液体；用热敏膜层封装容纳酿造物质的滤纸密封包；将封装包设置在容器内覆盖该至少一个开孔的位置处；并且将容器配置为坐在饮用容器顶部以允许液体从其至少一个开孔排出到饮用容器内。
文档编号B65D65/46GK1997568SQ200480041286
公开日2007年7月11日 申请日期2004年12月10日 优先权日2003年12月10日
发明者J·诺廷哈姆, J·斯皮尔克, M·L·维坦托尼奥, J·卡尔蒙, K·乌尔夫 申请人:消费者创新有限合伙人公司