TW201918208A - 磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統 - Google Patents

Abstract

一種磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，包含一過濾單元、一攪拌單元、一冷卻單元，及一霧化單元。該攪拌單元包括一旋轉軸至少一設置於該旋轉軸上的攪拌葉片，及一供該旋轉軸樞設的磁化器。該冷卻單元包括一冷卻筒、一穿設該冷卻筒的冷媒管、一控制該冷媒管之溫度的冷卻器，及一連通該冷卻筒的水管。該霧化單元包括一連接該水管的加壓泵、一連接該水管的導管，及至少一連接該導管的霧化噴頭。該磁化器可使液體磁化，達到調整水質之功效，進而提升萃取出之咖啡的口感。

Description

磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統

本發明是有關於一種冷卻系統，特別是指一種用於低溫萃取咖啡液的噴霧冷卻系統。

咖啡現時盛行於各國，其原因除了獨特且多層次的香氣及口感外，也因為其各形各色的烘培、沖泡及萃取方式能滿足廣大族群的各式需求。其中，香濃醇厚的熱咖啡固然最為人熟知，但是透過低溫萃取的冰咖啡不僅便於在炎炎夏日中品味，且低溫萃取能保存咖啡的四味(苦、酸、澀、甜)一香，因此也有相當多的愛好者。

習知的滴漏式萃取方式是將一大塊冰塊融化成冰水，接著一滴一滴緩慢地滴漏到咖啡豆或咖啡豆磨成的粉末上，並透過濾網過濾，最後收集溶出經過濾的冰咖啡液。但由於冰水是每次一滴地與咖啡豆或其粉末接觸，因此接觸面積較少，造成萃取速度緩慢，且難以控制萃得的咖啡液之溫度。此外，一般萃取咖啡的水質尚具有改善之空間。

因此，本發明之目的，即在提供一種萃取速度較快之磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統。

於是，本發明磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，包含一過濾單元、一攪拌單元、一冷卻單元，及一霧化單元。

該過濾單元界定出一用於盛裝咖啡原料的篩濾空間。該攪拌單元包括一能被驅動而轉動的旋轉軸、至少一設置於該旋轉軸上的攪拌葉片，及一供該旋轉軸樞設的磁化器。該冷卻單元包括一用以盛裝液體且容置該至少一攪拌葉片的冷卻筒、一穿設該冷卻筒並供冷媒流通以對該冷卻筒內的液體降溫的冷媒管、一連接該冷媒管的兩端並控制該冷媒管之溫度的冷卻器，及一連通該冷卻筒且穿設該旋轉軸的水管。該水管鄰近該磁化器而可使其內部的水被該磁化器磁化。該霧化單元包括一連接該冷卻單元之水管並對該水管進行加壓的加壓泵、一連接該水管並位於該過濾單元之篩濾空間內的導管，及至少一連接該導管且位於該篩濾空間內的霧化噴頭，該至少一霧化噴頭用於將由該冷卻筒經該水管及該導管輸入的液體霧化後噴出。

本發明之功效在於：該至少一霧化噴頭可將該冷卻筒輸入的低溫液體霧化後噴向盛裝於該篩濾空間內的咖啡原料，由於霧化後的液體與咖啡原料間的接觸面積較大，因此低溫液體可快速被咖啡原料吸收，進而縮短萃取咖啡之時間。此外，該冷卻器可控制該冷媒管的冷卻溫度，以使該冷卻筒內的液體控制在設定的低溫溫度，而該至少一攪拌扇葉可攪拌該冷卻筒內的液體，使其溫度均勻。此外，該磁化器可使該水管內的液體磁化，以使水分子的磁向重新排列組合，使液體中的含氧量增加，達到調整水質及優化之功效，使得萃取出的咖啡口感更佳。

參閱圖1、圖2及圖3，本發明磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統之一實施例，包含一過濾單元1、一設置於該過濾單元1上的攪拌單元2、一供該攪拌單元2部分伸置的冷卻單元3，及一連接該冷卻單元3的霧化單元4。

該過濾單元1包括一界定出一篩濾空間110的濾架11、一設置於該篩濾空間110內並用以置放咖啡豆或咖啡粉等咖啡原料的濾網12，及一連接於該濾架11底部且連通該篩濾空間110，並界定出一出液口130的漏斗13。

該攪拌單元2包括一設置於該過濾單元1之濾架11上的磁化器21、一可沿自身軸線旋轉地設置於該磁化器21上的旋轉軸22、一可帶動該旋轉軸22旋轉的驅動馬達23、一設置於該驅動馬達23上的驅動齒輪24、一設置於該旋轉軸22上且與該驅動齒輪24嚙合的被動齒輪25，及二沿上下方向相間隔地固設於該旋轉軸22上的攪拌葉片26。該磁化器21具有一殼體211，及二設置於該殼體211內的磁石212。該旋轉軸22具有一界定出一上下延伸之軸孔221且供該等攪拌葉片26及該被動齒輪25同步轉動地設置的軸管部222、一設置於該軸管部222頂端的軸封部223，及一罩覆該軸封部223且可相對於該軸管部222旋轉地設置於該軸管部222上的旋轉頭部224。在本實施例中，該驅動馬達23為轉速為50RPM的低速馬達，該驅動齒輪24及該被動齒輪25皆為傘齒輪，且齒輪比為1:2。

該冷卻單元3包括一位於該過濾單元1上方且供該旋轉軸22部分置入並用以盛裝液體的冷卻筒31、一穿設該冷卻筒31並供冷媒流通以對該冷卻筒31內的液體降溫的冷媒管32、一連接該冷媒管32的兩端並控制該冷媒管32之溫度的冷卻器33、一穿設該旋轉軸22且連通該冷卻筒31的水管34、三個設置於該冷卻筒31內且用以感測溫度的感測器35，及一電性連接該等感測器35及該冷卻器33的控制器36。該冷卻筒31供該旋轉軸22由下而上地穿設伸置，使得該旋轉頭部224位於該冷卻筒31內，而該等設置於該旋轉軸22上的攪拌葉片26也位於該冷卻筒31內。該水管34具有一位於該冷卻筒31外且一端連通該冷卻筒31的輸送段341、一個一端連接該輸送段341而另一端連通該冷卻筒31的回流段342，及一個一端連接該輸送段341，而另一端穿入該冷卻筒31的出水段343。該出水段343穿入該冷卻筒31的一端是通過該旋轉軸22之旋轉頭部224後，穿設該軸封部223及該軸孔221。在本實施例中，該冷卻筒31盛裝之液體為可供飲用的水，該冷卻器33為使用110v交流電的壓縮機，該等感測器35為電阻溫度偵測器(RTD)。

該霧化單元4包括一設置於該水管34之輸送段341且位於該冷卻單元3之冷卻筒31外的加壓泵41、一設置於該水管34之輸送段341且位於該冷卻筒31及該加壓泵41之間的手動閥門42、一設置於該水管34之出水段343且位於該冷卻筒31及該加壓泵41之間的電動閥門43、一連接該水管34之出水段343並位於該過濾單元1之篩濾空間110內的導管44，及四個連接該導管44且位於該篩濾空間110內的霧化噴頭45。

本實施例在運作前，需先將可飲用的水注入該冷卻筒31內儲存，而該控制器36可依該等感測器35所測得的溫度數據控制該冷卻器33之冷卻溫度，該冷卻器33便可透過該冷媒管32使該冷卻筒31內的液體保持在攝氏5至3度之溫度。該驅動馬達23可透過該驅動齒輪24帶動該被動齒輪25，以使該旋轉軸22沿自身軸線旋轉，進而使該等攪拌葉片26於該冷卻筒31中轉動，達到攪動該冷卻筒31內之液體以使溫度均勻之功效。

使用時，先將咖啡豆或以咖啡豆磨成之咖啡粉等咖啡原料置入該篩濾空間110內的濾網12上，接著使用者開啟該手動閥門42，使該冷卻筒31內的液體流入該水管34之輸送段341，該加壓泵41則會對通過該手動閥門42的液體加壓。然後該電動閥門43會根據需求自動控制流量，使液體能通過該出水段343並進入該導管44內。最後，高壓且低溫的液體會由該等霧化噴頭45噴出，並射向位於該篩濾空間110內且置於該濾網12上的咖啡原料。由於霧化後的液體分子小，液體分子的總表面積大，使液體與咖啡原料的接觸面積較大，因此咖啡原料可快速吸收液體，而透過液體壓力還可使與咖啡原料溶合後的咖啡液快速通過該濾網12，並由該漏斗13之出液口130輸出萃取後的低溫咖啡液。

需要特別說明的是，在前述萃取咖啡液的過程中，若該等感測器35偵測到該冷卻筒31內的液體溫度過高，且手動閥門42為開啟狀態時，該控制器36會控制該電動閥門43，使其輸出的流量減小或關閉，如此一來高於設定溫度的液體會由該回流段342重新進入該冷卻筒31中，以使液體能被冷卻到攝氏5至3度，以確保輸出的咖啡液足夠冰涼。另外，由於圖1中僅揭示該電動閥門43的水路連接關係，因此以圖3表現該電動閥門43的訊號連接關係，而圖1中的控制器36為簡略式的畫法，實際上應如圖3所示地由兩個控制模組361構成。

此外，當液體由該水管34之出水段343流至該導管44時，會受該磁化器21之該等磁石212的影響而使液體中的水分子新磁向重新排列組合，使液體的含氧量增加而達到優化水質之功效。而磁化水的分子團較小(約由六個水分子組成)，因此口感較細緻而更適合人體吸收，因此透過該磁化器21來調整輸出液體的水質，可使萃取出的咖啡液口感更上一層。

綜上所述，透過該等霧化噴頭45將液體霧化，可加快液體與咖啡原料的吸收、溶合速度，而液體噴出的壓力可加快咖啡液的輸出速度，此外，透過該控制器36及該等攪拌葉片26可使該冷卻筒31內的液體維持在攝氏5至3度，確保萃取咖啡液的冰冷度，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧過濾單元

11‧‧‧濾架

110‧‧‧篩濾空間

12‧‧‧濾網

13‧‧‧漏斗

130‧‧‧出液口

2‧‧‧攪拌單元

21‧‧‧磁化器

211‧‧‧殼體

212‧‧‧磁石

22‧‧‧旋轉軸

221‧‧‧軸孔

222‧‧‧軸管部

223‧‧‧軸封部

224‧‧‧旋轉頭部

23‧‧‧驅動馬達

24‧‧‧驅動齒輪

25‧‧‧被動齒輪

26‧‧‧攪拌葉片

3‧‧‧冷卻單元

31‧‧‧冷卻筒

32‧‧‧冷媒管

33‧‧‧冷卻器

34‧‧‧水管

341‧‧‧輸送段

342‧‧‧回流段

343‧‧‧出水段

35‧‧‧感測器

36‧‧‧控制器

361‧‧‧控制模組

4‧‧‧霧化單元

41‧‧‧加壓泵

42‧‧‧手動閥門

43‧‧‧電動閥門

44‧‧‧導管

45‧‧‧霧化噴頭

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一示意圖，說明本發明磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統之一實施例； 圖2是一不完整且局部剖視的示意圖，說明本實施例之一旋轉軸；及 圖3是一示意圖，說明本實施例之三個感測器、一控制器、一冷卻器及一電動閥門間的訊號連接關係。

Claims (9)

1. 一種磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，包含： 一過濾單元，界定出一用於盛裝咖啡原料的篩濾空間； 一攪拌單元，包括一能被驅動而轉動的旋轉軸、至少一設置於該旋轉軸上的攪拌葉片，及一供該旋轉軸樞設的磁化器； 一冷卻單元，包括一用以盛裝液體且容置該至少一攪拌葉片的冷卻筒、一穿設該冷卻筒並供冷媒流通以對該冷卻筒內的液體降溫的冷媒管、一連接該冷媒管的兩端並控制該冷媒管之溫度的冷卻器，及一連通該冷卻筒且穿設該旋轉軸的水管，該水管鄰近該磁化器而可使其內部的水被該磁化器磁化；及 一霧化單元，包括一連接該冷卻單元之水管並對該水管進行加壓的加壓泵、一連接該水管並位於該過濾單元之篩濾空間內的導管，及至少一連接該導管且位於該篩濾空間內的霧化噴頭，該至少一霧化噴頭用於將由該冷卻筒經該水管及該導管輸入的液體霧化後噴出。
2. 如請求項1所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該攪拌單元還包括一用於帶動該旋轉軸旋轉的驅動馬達。
3. 如請求項1所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該冷卻單元還包括複數設置於該冷卻筒內且用以感測溫度的感測器，及一電性連接該等感測器及該冷卻器，並依該等感測器所測得的溫度數據控制該冷卻器之冷卻溫度的控制器。
4. 如請求項3所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該冷卻單元之水管具有一個一端連通該冷卻筒而另一端位於該冷卻筒外並連接該加壓泵的輸送段、一個一端連接該輸送段位而另一端連通該冷卻筒的回流段，及一個一端連接該輸送段而另一端穿設該冷卻筒及該旋轉軸，以連接該導管的出水段，該霧化單元還包括一設置於該水管之輸送段上的手動閥門，及一設置於該水管之出水段且位於該冷卻筒外，並與該控制器電性連接的電動閥門。
5. 請求項2所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該攪拌單元還包括一設置於該驅動馬達上的驅動齒輪，及一設置於該旋轉軸上並與該驅動齒輪嚙合的被動齒輪，該驅動齒輪及該被動齒輪為傘齒輪。
6. 請求項5所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該攪拌單元之驅動齒輪及該被動齒輪的齒輪比為1:2。
7. 如請求項2所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該過濾單元包括一界定出該篩濾空間且供該攪拌單元之磁化器設置的濾架、一設置於該篩濾空間內並用以置放咖啡原料的濾網，及一連接於該濾架底部且連通該篩濾空間並界定出一出液口的漏斗。
8. 如請求項1所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該攪拌單元之旋轉軸具有一界定出一供該冷卻單元之水管穿設的軸孔的軸管部、一設置於該軸管部頂端的軸封部，及一罩覆該軸封部且設置於該軸管部上，並用於供該水管穿設的旋轉頭部。
9. 如請求項1所述的磁化冰滴咖啡液噴霧冷卻系統，其中，該攪拌單元之磁化器具有一殼體，及至少一設置於該殼體內的磁石。