用于从大气中生产啤酒的设备的制作方法[0001] 相关申请的交叉引用[0002] 美国专利N0. 7, 861, 544、美国专利N0. 8, 302, 412和美国专利N0. 8, 650, 892各自 通过引用并入本文中。 [0004] 消费者对于口感好、纯净且安全、经济并且环保的饮用水来源的需求产生出了曰 益增长的净化瓶装水市场，净化瓶装水包括包装在单个设定尺寸的塑料瓶中的水以及包装 在专用的冷饮水机中的水，其中专用的冷饮水机需要定期供应和更换较大的水桶。上述供 水方法中的每一种不仅都是不方便的并且相对费用高的，并且都会耗费宝贵的供水资源。 此外，单个的净化水瓶通常由塑料制成并且很少被重复利用，这导致了不期望的填埋到垃 圾填埋场中固体废弃物。 [0005] 常常不会受到重视并且基本上没有得到投资的一种水的来源是大气中的湿气。尽 管室内除湿器已经长期存在于现有技术中，其中除湿器将空气中的湿气冷凝并且产生出随 后将被废弃掉的废水，但这些除湿器并不使冷凝水受到专门的过滤或其它处理以使水适于 人类消费和/或对人类消费而言味道更佳。 [0006] 消费者对于口感好、经济并且环保的饮用啤酒来源的需求产生出了日益增长的啤 酒市场，啤酒包括包装在单个设定尺寸的罐和瓶中的啤酒以及包装在专用的啤酒冷饮器中 的啤酒，其中啤酒冷饮器需要定期供应和更换较大的啤酒桶。 [0007] 此外，许多消费者喜欢瓶装或罐装啤酒，其供应会产生与针对非碳酸的和碳酸的 净化水瓶（已经在上面进行了讨论）所讨论的相同的问题。啤酒还是全世界范围内在体积 量上消费最多的饮料，超过了水，但需要大量的水来生产啤酒。
[0008] 因此，期望的是创造一种方便、经济并且环保的装置来供应安全、口感好的啤酒， 啤酒可以由该装置自身来供应或者可以通过与其它不同种类的酿造者的酵母菌、麦芽、啤 酒花和其它物质（可以偶尔包括诸如香草或水果之类的其它调味剂）进行组合来供应。 实用新型内容
[0009] 本文中包含的发明性公开内容包括一种系统，该系统设计成从大气中提取水气、 高度净化并且配制所提取的水、并且将所提取的水生产成啤酒来提供成用于人类消费，其 中将啤酒碳酸化以便进行啤酒的保存。在一个实施例中，该装置从过滤的引入空气中收集 水蒸气冷凝水，然后使冷凝水经受一系列的净化过滤器并且经受灭菌处理以便生产饮用 水，同时还提供用于高质量的工艺酿造啤酒与co 2气体结合的装置，以便对特定的工艺酿造 啤酒进行保存和分配。压力计指示啤酒的质量，啤酒的碳酸化等级以及啤酒的分配压力，以 便进行特定啤酒的酿造。
[0010]在一些替代性实施例中，在非常低的湿度和/或非常低的环境温度的情况下，所 述环境不适于（not conductive to)生产非常多的冷凝水来进行水生产，该装置可以直接 连接到外部自来水源，其中，自来水经历该装置的净化过滤过程和灭菌过程，以及可选的碳 酸化处理以便生产工艺酿造啤酒。
[0011]在酿造过程中存在有若干步骤，其中包括煮沸、发酵、配制和过滤。在气密性箱中 需要两加仑的水，水被加热到80摄氏度，将谷物添加到水中浸泡二十分钟。添加麦芽提取 物以便进行发酵并且添加啤酒花以产生特定的口味，在低温下保持一小时；将加工好的啤 酒花投入到混合物中。需要将混合物冷却到25氏摄度，添加两加仑从空气中生产出的过滤 过的水，将酵母投入，并且使混合物发酵一周或两周。将需要添加啤酒用糖或两杯从空气中 生产出的沸水，将啤酒用糖/水溶液煮沸几分钟，然后将该溶液添加到啤酒中。这样即可从 啤酒机获得从空气中生产的特定工艺酿造啤酒。
[0012] 本实用新型提供了一种用于提供啤酒的系统，所述啤酒由来源于大气的净化饮用 水生产出并且充有用于啤酒保存的C02气体，所述系统包括：外壳，所述外壳具有空气入口 和空气出口；制冷剂压缩机；用于麦芽、啤酒花、糖的混合容器以便气密性地发酵啤酒，所 述混合容器允许添加用于啤酒保存的co 2 ;为啤酒机设计的压力和温度计，所述压力和温 度计指示两周的时间段期间啤酒的碳酸化作用和啤酒的质量；至少一个多路的电磁操作 的制冷剂控制阀；控制器装置，所述控制器装置用于进行监控以便对所述至少一个电磁操 作的制冷剂控制阀和所述系统内的其它电气子系统进行控制；蒸发器装置，其中，所述蒸发 器装置具有翅片以便最大化与环境空气的接触表面面积以及热传递，其中，所述翅片涂有 无毒的抗腐蚀材料或PTFE保护层，所述无毒的抗腐蚀材料符合涂料可适用的管控食品标 准，所述涂层还促进冷凝水的快速收集，并且其中，所述蒸发器能够构造成通过所述至少一 个电磁操作的制冷剂控制阀来接收从所述制冷剂压缩机泵送的已致冷制冷剂，以对横越所 述蒸发器翅片流通的空气进行致冷，并且其中，所述蒸发器能够构造成通过所述至少一个 电磁操作的制冷剂控制阀来接收从所述制冷剂压缩机泵送的热的制冷剂，以对所述蒸发器 翅片进行除霜；抗静电防霉空气过滤器，其中，所述抗静电防霉空气过滤器安装在所述蒸发 器装置的上游，用于所述系统的制冷循环的冷凝器装置；风扇/鼓风机装置，其中，所述风 扇或鼓风机装置使环境空气以如下方式流通：从所述空气入口经过所述抗静电防霉空气过 滤器、横越所述蒸发器装置和所述冷凝器装置、然后从所述空气出口排出；具有高度抛光的 表面的收集器装置；预滤器，所述预滤器用于将冷凝水的气味和将氨去除，其中，所述预滤 器包括活性碳或沸石；冷凝水收集箱，其中，所述收集器装置的所述高度抛光的表面有助于 冷凝水在重力作用下流动到所述冷凝水收集箱中，并且其中，所述冷凝水收集箱配备有水 位检测器，所述水位检测器和控制器装置在预定的高的水位设定点处使所述蒸发器装置停 止接收已致冷制冷剂；至少一个水泵；颗粒过滤器，所述颗粒过滤器用于对颗粒进行过滤 以保护所述至少一个水泵的入口；水净化过滤组件，所述水净化过滤组件用于将细菌、病毒 和重金属过滤出并且用于去除不想有的气味，所述水净化过滤组件包括至少一个活性碳 过滤器、至少一个反渗透过滤器和至少一个沸石过滤器，其中，所述反渗透过滤器具有小于 或等于0. 0001 ^的孔，其中，所述反渗透过滤器能够被反冲洗，使得废水能够通过由废水 比例控制器控制的三通阀引导至所述收集器装置，并且其中，所述水泵从所述冷凝水收集 箱栗送冷凝水经过所述水净化组件；净化水收集箱,所述净化水收集箱用于收集净化水，其 中，所述净化水收集箱配备有水位检测器，所述水位检测器和控制器装置在预定的高的水 位设定点处使所述至少一个水栗停止将新的净化水栗送到所述净化水箱中；冷却回路，所 述冷却回路设置在所述净化水收集箱内，其中，所述冷却回路能够构造成通过所述至少一 个电磁操作的制冷剂控制阀接收从所述制冷剂压缩机泵送的制冷剂，以冷却所述净化水， 并且其中，所述净化水收集箱中的所述净化水的温度保持在2-15°C的温度范围内；灭菌装 置，所述灭菌装置用于杀死所述净化水收集箱内的生物物质和病毒，所述灭菌装置包括紫 外光器件和灭菌室，所述紫外光器件具有至少99. 99%的有效灭菌率，使用253-255nm的范 围内的波长；热水箱，所述热水箱通过重力排放从所述净化水箱接收净化水，其中，所述热 水箱包含有电加热元件，其中，所述热水箱内的水通过所述控制器装置控制在50-98°C的范 围内，并且其中，为了为使用者提供热饮用水，所述热饮用水能够由热水栗杲送通过电操作 阀和输出过滤器并且泵送至公共出口集管；公共出口阀，所述公共出口阀设置在所述公共 出口集管处，所述公共出口阀可以定位成允许使用者从所述系统获得热的或冷的净化水的 输出；至少一个C0 2气瓶，所述至少一个C02气瓶存放在所述外壳内并且是可移除的，所述 至少一个C02气瓶配备有单向阀、阀杆，出口释放阀和卸压阀；气体扩散室，所述气体扩散室 存放在所述外壳内并且是可移除的，所述气体扩散室配备有入口阀和卸压阀，其中，如果所 述卸压阀的弹簧压力设定值被设置在预定值以上，则所述控制器装置将发出警报，并且其 中，所述气体扩散室包含有使用者确定的有效量的净化水，所述净化水通过使用者在从用 于所述系统的所述公共出口阀获得的净化水中将所述气体手动充入到预定水平而获得；气 体管路，所述气体管路用于连通地联接所述至少一个C0 2气瓶和所述气体扩散室；以及弹 簧加载的杠杆，所述杠杆连通地联接到所述至少一个C02气瓶的阀杆，使得当所述杠杆被压 下时，所述至少一个C0 2气瓶的阀杆打开所述出口释放阀，所述至少一个C02气瓶的单向阀 通过所述气体扩散室内的导管将压缩气体释放到所述气体管路中并且释放到所述气体扩 散室中，并且一旦所述气体扩散室实现了净化水和用于啤酒产物保存的C0 2气体的饱和含 量，所述出口释放阀即打开，由此向使用者发出信号以释放所述弹簧加载的杠杆，以便中止 所述至少一个co 2气瓶与所述气体扩散室之间的气体输送，从而碳酸化空气中提取的啤酒 产物，使用者能够在两周的发酵之后通过所述杠杆释放生产出的啤酒进行取用而获得所述 啤酒产物。
[0013] 上述实用新型内容仅意在提供包含在本专利申请内的实用新型公开内容的非常 简略的概要。上述简要概述并非意在列举本文中公开的实用新型概念的全部内容。




[0014] 图1描绘了从大气中提取水的制冷系统的一个实施例的简单的单线图，图1示出 了流体流动经过主要的部件。
[0015] 图2示出了从大气中提取水的系统的一个实施例的示图，其描绘了主要部件的功 能性关系，其中主要部件使气体和液体受到过滤和灭菌处理以生产净化水，以便经历通过 酿造工艺生产啤酒的过程。
[0016] 图3将发明性公开内容的一个实施例描绘为主要内部部件的等距视图；
[0017]图4描绘了 C02气瓶和气体扩散室，其中气体扩散室具有压力和温度计以便讲行 啤酒的酿造过程。
[0018] 图5描绘了发明性公开内容的一个实施例的前视图，其中包括C02气瓶和气体扩 散室的位置。
[0019] 图6描绘了不锈钢容器，该不锈钢容器的容积为3加仑（11. 4升）并且具有盖。


[0020] 一个实施例包括如下系统：该系统设计成从大气中提取水气、高度净化并且配制 所提取的水、并且提供所提取的水的可选的碳酸化以用于人类消费。装置从过滤的引入空 气中收集水蒸汽冷凝水，然后使冷凝水经受一系列的净化过滤并且经受灭菌处理以便生产 饮用水，同时还提供将净化水与co 2气体结合的装置，以便于分配酿造的啤酒。
[0021] 替代性地，在非常低的湿度和/或非常低的环境温度的情况下，所述环境不适于 生产非常多的冷凝水来进行水生产，该装置可以直接连接到外部自来水源，其中，自来水经 历该装置的净化过滤过程和灭菌过程，以及可选的碳酸化以及其啤酒工艺。
[0022] 参照图1-5。一些实施例结合有风扇/鼓风机5提供动力的过滤空气9的引入，过 滤空气9被引导经过蒸发器（比如铝翅片蒸发器）冷凝装置4、2,从而使冷凝水在重力作用 下排入到收集装置6中。在一个实施例中，收集装置6为高度抛光的板状可拆卸水容器，其 中，高度抛光表面有利于冷凝水在重力作用下流动到下部水箱12中。收集的冷凝水接着被 泵送经过一系列的过滤器（比如活性碳过滤器和/或远红外过滤器矿化作用）16、18,并且 经过反渗透过滤器17。反渗透过滤器17还连接到废水比例控制器19,废水比例控制器19 允许使用者对使用者想要使该系统产生多少废水进行控制。废水比例控制器19通过三通 阀20连接到连接器装置6和废水出口。
[0023] 在实施例中，过滤的水然后经历紫外光灭菌26、28和温度调节（冷却25或加热 35)。最后，该装置为使用者提供生产啤酒的选择，即引导净化水和保存啤酒产物A1的C0 2 气体A12,然后其可以为使用者提供生产出的啤酒31。一些实施例还结合有加热装置34、 35、36和制冷装置1、25、37,从而终端使用者能够选择分配加热的水或冷却的水。一些实施 例仅提供了分配冷却的水的装置，而在另外的实施中在环境温度下分配水。
[0024]在一些实施例中，诸如加热和冷却系统、灭菌系统和防冻系统之类的各种子系统 由智能单芯片控制系统控制。单芯片控制系统使用与水温、水位38和防冻温度相关的输出 来决定何时致动比如电磁冷却阀37的多种控制装置。
[0025]在一些实施例中，制冷系统包括常规制冷循环，常规制冷循环包括由压缩机1压 缩成液体的制冷剂，由此压缩的制冷剂流经毛细管式铝翅片（或等同物）冷凝剂2,并且进 行蒸发，由此将热量从围绕蒸发器的介质移除。值得注意的是，在一些实施例中，使用公共 压缩机来为蒸发器-冷凝器4、2和上部水箱24中的冷却盘管25供应制冷剂，这对于减小 容纳部件所需的内部空间以及节约资源都是有利的。使用一个或更多个电磁操作的控制阀 来引导制冷剂流。
[0026]在实施例中，冷凝水收集系统包括具有连接器6的冷凝器风扇5,其中，风扇迫使 引入的环境空气经过冷的蒸发器翅片4,在翅片4上液态水将从空气中冷凝并且累积在该 翅片上，然后在重力作用下排入到连接器6中并且排入到下部水箱12中。
[0027] 在实施例中，压缩器1从蒸发器4或从冷却回路25吸入气态制冷剂。压缩的热的 制冷剂通常流经冷凝器2,并且从该冷凝器2流至限制器（铜过滤器）44。然后制冷剂流经 电磁冷却阀37。如果电磁冷却阀37没有通电，则制冷剂流经出口 b(参见图1)并且从出口 b流至蒸发器4,在蒸发器4处制冷剂被允许膨胀并由此冷却流经蒸发器4的空气。如果电 磁冷却阀37通电，则制冷剂流经出口 c，并且从出口 c流至冷却回路25 (包含在上部水箱 24内），在冷却回路25中，制冷剂被允许膨胀并由此冷却上部水箱24中的水。
[0028] 在一个实施例中，压缩机1为高效率可变速压缩机，该压缩机的包括通电时间和 速度的操作由逆变控制器进行控制。优选地，高效可变速压缩机（具有控制器）具有与 Panasonic?的6TD075XAA41型号的压缩机相当的特性。由于压缩机1是系统上的最大电 力负载（通常，压缩机需要系统的几乎50 %的能量消耗，以从大气中生产水），有利的是， 在比如温度和湿度的环境条件允许的情况下最小化压缩机的循环操作。此外，这种可控制 高效压缩机1的使用便于太阳能能源的使用，使得机器设立在远处并且与任何外部电源无 关。在有关的实施例中，系统通过一个或更多个额定功率为额定值至少300W的太阳能电池 板提供电力。
[0029] 在另一实施方式中，先前提到的引入环境空气避开蒸发器4并且流经热的冷凝器 2,并且空气从冷凝器2吸收热量。在另一实施例中，压缩机1能够将热的制冷剂泵入到蒸 发器4中，以便对蒸发器翅片4进行除霜，通过使用除霜传感器（出于清楚的目的在附图中 省略）感测蒸发器4中的结霜温度。如果过量霜冻状况出现，则电磁操作控制阀40打开， 并且热制冷剂被直接排入到蒸发器4中以对蒸发器4进行除霜。
[0030] 在一个实施例中，下部水箱12具有位于拉拨器中的可拆除设计，以便于容易地示 行清洁和维修。在另一实施例中，下部水箱12还包括预滤器13 (在一些实施例中，预滤器 13包括活性碳或沸石，以去除冷凝水和氨的气味）。在另一实施例中，下部水箱还包括颗粒 过滤器4,其用于帮助保护一个或更多个水泵15。
[0031] 在实施例中，为了防止假单胞菌的二次污染（由因翅片热量和水接触导致的黄铜 翅片处的蒸发引起）并且同时防止蒸发器4的腐蚀，蒸发器4的表面涂有无毒的防腐蚀材 料（遵循涂料适用的食品标准）或PTFE保护层。这有助于避免重金属聚集到水中，这样改 善了饮用水的安全性。此外，涂层促进水的快速收集。
[0032] 在实施例中，为了防止大的颗粒物质和灰尘进入到下部水箱12中，并且同时防止 蒸发器4表面发霉，空气入口配备有抗静电防霉空气过滤器9、10。所述空气过滤器安装在 空气过滤器引导件11中，从而为清洁和更换提供了方便的途径。
[0033] 在一个实例中，水泵15将水栗送经过活性碳过滤器16、反渗透过滤器17和沸石 过滤器18。反渗透膜滤器17具有大约< 0. 0001 的孔，以便将细菌、病毒和重金属过滤 出，并且将不想有的气味过滤出。这种过滤有助于确保输出的水（无论是发泡水还是不发 泡水）能够符合适用的饮用标准。废水输出口 19在反渗透过滤器17的回洗中使用。适于 饮用的过滤的水到达上部水箱24并且能够在上部水箱24中被冷却。
[0034] 在另一实施例中，下部水箱12具有水位传感器39。只要水位传感器39根据预定 设置点检测到水箱12基本上是满的，则蒸发器4通过操作一个或更多个电磁操作控制阀40 而不再被致冷，因为将更多的冷凝水添加到水箱12中会有水箱12满溢的风险。
[0035] 在实施例中，每个水箱水位传感器38、39可采用包括有双线液位传感器（具有内 置磁性浮子）的设计，磁性浮子能够通过闭合不同的簧片开关在不同的位置检测水位，以 确定水位的值。
[0036]在实施例中，冷却回路25被用于将上部水箱24内的水温控制在2-15-C的范围内， 这样有助于抑制细菌生长和繁殖。同时，在另一实施例中，上部水箱24配备有紫外线消毒 装置26、28以辅助水的灭菌，紫外线消毒装置26、28使上部水箱24内的水受到紫外光的作 用。在一个实施例中，紫外线灭菌装置2 6、28具有至少99. "%的有效灭菌率，使用254nm 的波长。在实施例中，紫外线灭菌装置26由单芯片控制系统控制，以便随着上部水箱24内 的水通过泵27进行循环并且经过灭菌室 28并且输送回上部水箱24而周期性地打开，以便 不时地执行灭菌，并且防止管道/管路中的生物膜生长。
[0037] 在另一实施例中，饮用水在已经流经灭菌室別之后通过电操作阀29通过输出过 滤器3〇释放到输出阀31。
[0038] 在实施例中，为了供应热水，水能够通过管道33从上部水箱24排入到包含有电加 热元件的热水箱34中。热的饮用水通过电操作阀36由水泵35泵送，并且通过电操作阀29 经过输出过滤器30而至输出阀31。
[0039] 在一个实施例中，另一紫外线消毒装置用于使用者通过输出阀31选定的输出水 流（也就是说，热的或冷的、发泡的或不发泡的水）。
[0040] 在实施例中，上部水箱24具有水位传感器38。只要水位传感器38根据预定设置 点检测到上部水箱24基本上是满的，则水栗15不进行操作，因为这样会使上部水箱24满 溢。
[0041] 在实施例中，碳滤器组构造成使得它们在装置中能够容易地接近以便于更换。
[0042] 在一个实施例中，水加热箱34和支撑单向阀36和水泵35被用于提供由单芯片控 制器所控制的50-98°C的范围内的热水。
[0043] 在另一实施例中，装置采用水泄漏检测开关，如果检测到装置外壳内的泄漏，则水 泄漏检测开关将关闭系统。
[0044] 在实施例中，使用者通过数字显示器和控制系统似来控制装置的操作模式，控制 系统42可以采用按钮或触摸屏输入装置。所述系统为使用者提供设置操作温度的装置，该 装置用于冷却和加热待输出的水以及除霜循环。此外，所述系统为终端使用者提供选择所 输出的水是否将被用于产生啤酒的装置。此外，显示器为终端使用者提供如下通知：过滤器 更换何时到期/建议、灭菌处理的活化、作业湿度的上限和下限。所述系统也能够被编程以 节约能量并且在检测到低湿度和/或低温状况时关闭比如压缩机1的关键部件。最后，显 示器还在系统出现故障的情况下提供故障诊断信息。
[0045] 在另一实施例中，装置可以连接到外部自来水源，其在当大气条件为低温和/或 低湿度的时期内是有利的。在这种情况下，外部水源能够继续利用装置的自带系统以便进 行高度过滤、灭菌、温度调节以及为形成汽水而扩散C0 2气体。
[0046] 在实施例中，通过安装一个或更多个C02气瓶A12以及气体扩散室Al，C0 2气体与 所输出的水混合以保存啤酒产物，一个或更多个C〇2气瓶A12以及气体扩散室A1在它们的 顶部处通过气体管道A6连接。C0 2气瓶A12配备有具有阀杆A9的单向阀A10以及卸压阀 All。（：02气体通过单向阀A3和导管A2进入气体扩散室A1。气体扩散室A1配备有进气阀 A3和卸压阀A5。如果减压阀A5的弹簧压力设定值被设置的太高，则发出警报。杠杆A7由 弹簧A8朝上迫压。如果使用者使杠杆A7被压下，则阀杆A 9被向下推压，从而将气体释放 到气体管道A6中。从该处开始，气体流经喉道A2并进入包括有水的气体扩散室A1中。最 终，排泄阀A4打开（使用者还会在气体扩散室实现所生产的啤酒中的标准的C02气体的含 量时听到填充的声音），从而向使用者发信号将杠杆A7释放。因而，在一个实施例中，使用 者可以拆下气体扩散室A1，将扩散室定位在排出阀31下方，可以将自来水分配到气体扩散 室A1中，然后将气体扩散室A1安装回适当位置，然后压下杠杆A7,直到在释放阀A4处向 释放杠杆A7发出声音信号。在一些实施例中，使用者可以在气体扩散室A1的顶部处的单 独的输出阀获得啤洒的输出，并且获得用于产生啤酒的水。在其它实施例中，使用者可以使 电磁控制阀（通过控制面板42)对准从气体扩散室A1被引导的来自阀31的输出源。
[0047] 在其它实施例中，气体扩散室A1构造成从机器直接接收净化水，但在减压状态 下，没有直接用户干涉，其中，电磁操作控制阀允许净化水进入气体扩散室A1并直接达到 预定水平。所述预定水平能够通过水位检测器（比如之前在本说明书中所描述的磁性浮子 式的检测器或压力传感器）检测到。气体扩散室A1然后能够被加压到具有来自C0 2气瓶 A12的C02气体的预定量。所述预定的加压量进而转化成啤酒产品的碳酸化（饱和）的水 平，并且能够通过气体扩散室A1内的压力传感器或水位（膨胀）检测器被检测和控制。然 后，机器的输出能够通过喉部A 2和输出阀31提供净化的发泡水输出。
[0048]当第一次使用时，(：02气体气瓶A12扣紧在阀座上，从而导致没有泄漏。此外，气体 扩散室A1 -旦填装有净化水和C02混合物也能够通过其密封件保持气密性，以防止泄漏。 [0049] 在替代性实施例中，调味品与其它不同种类的酿造者的酵母、麦芽、啤酒花和作为 诸如香草或水果之类的其它调味品的其它物质的组合可以偶尔包括到容器内，并且除了净 化水之外使用气体扩散室A1，由此形成工艺酿造啤酒产物以及其保存。
[0050] 潜在的明显变型和改型
[0051]本领域技术人员将能够容易地想到本实用新型的大量明显的变型和改型，所有的 这些变型和改型都意在包括在所附权利要求的范围内。