滴漏式咖啡壶结构设计，本人将从产品（整机）,组件(部件),零件分三个层次,分别从
1.功能要求,2.设计要点,3.典型/成熟的结构4.不良案例,5.标准/专用件,6.注意事项,
六个方面, 结合公司实际工艺和生产特点,结合本人咖啡壶设计和评审的经验进行叙述,
希望工程师在设计咖啡壶产品时对照该资料, 去伪存真,不断补充.
一. 咖啡壶概述
1.咖啡壶主要用于家庭或商业用途的煲制咖啡,也可冲茶和打泡沫牛奶。
2.常见咖啡壶有滴漏式咖啡壶，置换式咖啡壶，虹吸式咖啡壶，压力式咖啡壶，ESPRESSO线切，咖啡中心等。
3.咖啡壶的基本工作原理
A． 滴漏式咖啡壶的基本原理
滴漏式咖啡壶工作时，水箱里的水经止口阀(单向阀)流入发热管(或锅炉猪肉精)加热后产生压力，克服水箱和花洒的水位高度差和流动沿程阻力, 通过管路(连接管)流到花洒，喷入装有咖啡粉(或咖啡饼)的过滤蓝，滴入咖啡杯.由于止口阀的作用，水流是脉冲间断的。注: 健伍一款咖啡壶有锅炉, GT300有锅炉和水泵. 对有水泵, 锅炉的咖啡壶，热水是连续的。 B． 虹吸式咖啡壶基本原理
虹吸式咖啡壶上部为咖啡蓝，中部为水壶，底部为加热组件。水加热后，压力升高，上溢至咖啡蓝浸泡咖啡粉，当水全部上溢后，发热部分因温度升高而温控器跳断，几秒钟后由于冷却壶中的压力下降,咖啡液迅速回落壶中。
C． ESPRESSO咖啡壶基本原理
锅炉内的水被加热后，锅炉内压力会升高，当水温升高，压力升高到某一值，热水会打开压力开关流射至咖啡篮。注, 拨置换开关至蒸汽挡可导致水蒸汽从图1右边的管射出，冲牛奶或泡沫咖啡。
图1 ESPRESSO咖啡壶
D． 压力式咖啡壶基本原理
管路系统中有水泵，发热组件多数为锅炉，水箱多数有水位感应装置，或管路中加流量计。 用IC控制各项功能。
E．置换式咖啡壶
锅炉中的水长期在预热状态，加入冷水，置换出热水冲咖啡。
二. 咖啡壶的组件（以滴漏式咖啡壶为例）
滴漏式咖啡壶一般由以下几部分组成，不同的结构和外形，部件有增有减
1. 顶盖(Top Cover)和水箱盖(Reservoir Cover/Lid) 2. 大身(Housing/Main Housing/Upper Housing)和水箱(Reservoir/Upper Housing/Water tank)
3. 花洒(Spreader)和花洒组合
4. 过滤杯(Brew Basket)和防漏机构(Drip Stop)
5. 咖啡杯组合(Glass Carafe or thermal Carafe)
6. 底座(Lower Housing/Base) 和底板(Base Cover/Bottom Cover/ Bottom Plate)
7. 隔热圈(insulating Ring/Phenolic Ring)和保温板(Keep Warm Plate)
8. 发热管(Heater Assy/HWG-heat water general)总成
9.控制面板组合（Control Panel Assy）
（一）顶盖,水箱盖及其组件
顶盖是构成咖啡壶之外观零件之一，多数为PP料。
功能要求:
1.遮盖过滤篮和水箱,单独遮盖水箱为一个零件者称为水箱盖；
2.安装花洒或连动翻起花洒。
设计要求:视野图
1.避免纯平面的顶盖设计, 如果外观是纯平,也要做2至3mm弧顶,要么做顶盖加内衬双层；
2.由于顶盖内表面会做一些钩,扣,骨之类的,一定要注意缩水痕问题；
3. 顶盖翻启要大过90°；
4.顶盖打开时,内表面因蒸汽而形成的水珠要能滑落回水箱；
5.顶盖盖下时要平，顶盖与大身多数设计有扣；
6.正常温度测试,顶盖外表面不能超过75°(即50°温升), 把手位不能蒸汽烫手；
7.转轴∮3.5以上,否则跌落测试易断；
8.顶盖翻启时左右摆动不能太大, 转轴与轴孔的配合不要太松;推荐∮3.7轴配∮4.0孔,轴肩与孔侧间隙留0.2mm；
9.顶盖扣紧力为1至6磅,原则上冷态时翻顶盖不会拎起整机,热态时还要保持有扣感,扣要好入好出,扣单边扣入0.30mm；
10．酿制一杯咖啡的过程中, 冷凝水珠滴至机外不能超过2滴。
基本结构:
1.图2是外扣一件式顶盖。由于顶盖和水箱的变形，特别是水位片二次注塑的水箱，水窗位置变形很大，故顶盖和水箱，其配合侧间隙要1.0mm，高度方向重叠要3至5mm。
图2 图3 图4 图5
2.图3,4,5是内嵌式顶盖。此结构多数设计有装饰圈,对水箱定型有帮助，顶盖和装饰圈（或水箱）侧间隙设计留0.5至1.0mm.高度要留空1.0mm。
3.顶盖内衬(花洒盖)距过滤篮高度空隙留1.5-2.0mm。
4.图6是固定式顶盖,单独水箱盖.顶盖与大身多为扣位联接,或从下面打三颗螺丝. 顶盖扣位联接要考虑在热态下不容易脱扣。
扬声器结构
图6 图7
典型结构:
图7是一款典型的顶盖扣位设计,用于DLX1050, 特点是扣紧力不受顶盖尺寸变化的影响。
注意事项:
顶盖和水箱盖都不能用普通ABS料.如CM-12水箱盖曾由PC改为ABS失败, 最后改为PP, Sears顶盖己由ABS改为PC, 计划改高温ABS。
(二)上大身,水箱及其部件
上大身前半部构成放过滤篮空间,后半部构成水箱, 是构成咖啡壶之外观零件之一,壁厚一般2.0-2.2mm.
设计要求:
1. 水箱额定容量
北美市场 1半导体激光器结构杯=5.(或5.)， =29.6ml(WAL-MART required 1cup=5.0oz brewed coffee；
欧洲市场 1大杯=125ml(brewed coffee), 1小杯=80ml(brewed coffee)。
一般地,加入1000ml水可制得890至900ml咖啡。
2. 水箱最大容量
多数水箱设计有溢流口（孔），溢流口高出水箱额定容量刻度3至10mm. 没有溢流口者必须丝印最大水位刻度；
3.水箱底距发热管水管中心平面至少80mm,低于此尺寸时要进行测试，验证是否能煲干水箱全部水，插活性碳过滤器的底部高度距离发热管水管中心平面要60mm以上；
4.水箱底要有4°以上坡度便于水排干。
基本结构:
1. 固定式水箱设计
a.材料多为PP料；
b.水箱与过滤杯之隔墙厚1.2mm,双面拔0.25°斜度；
c.由于产品外形的限制,水箱容积严重不够时,取消水箱与过滤杯之隔墙,将过滤杯架/装饰圈底部密封起来。考虑到塑胶变形及保证密封性能，密封圈压缩量应不低于压缩方向硅胶厚度的15%. 这样，水箱容积一下子大了很多；这样，水窗也可以在正前面；
d.水窗至水箱顶留足20mm,以防水箱之水窗位置变形太大。
2.水窗设计
a. 水窗材料一般是透明PP,AS料,PC料.用PP水位片,水箱该局部胶位最好加厚0.3mm；
用AS料水位尺，水位尺的最小厚度应2.0mm；AS和PC料水位尺要设计″包胶″, 参见图8; 防止水位尺与PP料水箱熔结不好而漏水；
b.对于半透明水尺配黑大身，水位尺用烟（smoking color）；
c.水位尺中间凹入0.2mm，防止注塑时表面刮花；
舵角指示器d. 水位片的长度及高度位置要考虑水位刻度的丝印美观。
3.移动水箱设计
a. 移动水箱材料一般是透明PP,AS料,PC料；（PC选抗水解PC）
b. 移动水箱一般较深,透明料容易出模拖花表面,特别是AS料,建议内表面1.3°出模角,外表面走行位开模,用热嘴(AS料/PC料)；注:ODC440水箱内外面是1°,热流道热嘴,试模时常拖花.
c.水箱底有止漏机构：包括顶杆,弹簧,矽胶。设计时一款参考样板即可。
4.止口阀设计
目前我们有三种止口阀可供选择：箭头式球阀，鼠笼式球阀,锥面密封阀,参见图9；
