BR112015021789A2 - dispositivo para formar espuma em um líquido, e, máquina de café - Google Patents
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Abstract
resumo dispositivo para formar espuma em um líquido, e, máquina de café a invenção ser refere a um dispositivo (1) para formar espuma em um líquido, sendo que o dispositivo compreende uma câmara de decantação (10) que fornece espaço (11) no dispositivo (1) para que, durante o funcionamento, seja formada espuma líquida (1); uma entrada (20) para permitir o ingresso de líquido a ser espumado no dispositivo (1); uma entrada (30) para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo (1) para criar um efeito de bombeamento no líquido a ser espumado e, assim, formar um fluxo de vapor d'água/líquido a ser fornecido para a câmara de decantação (10); uma entrada/saída combinada (40) para permitir o ingresso de gás de formação de espuma no dispositivo (1) para formar espuma no líquido e para permitir a saída de espuma líquida da câmara de decantação (10); e um obstáculo (50) disposto no dispositivo (1) para determinar uma posição no dispositivo (1) onde o gás de formação de espuma que entra no dispositivo (1) durante o funcionamento do dispositivo (1) entra em contato com o fluxo de vapor d'água/líquido. 1/1
Description
DISPOSITIVO PARA FORMAR ESPUMA EM UM LÍQUIDO, E, MÁQUINA DE CAFÉ
CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A invenção refere-se a um dispositivo para formar espuma em um liquido, sendo que o dispositivo compreende uma câmara de decantação que fornece espaço no dispositivo para que, durante seu funcionamento, seja formada espuma liquida; uma entrada para permitir o ingresso de um liquido a ser espumado no dispositivo; e uma entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo para criar um efeito de bombeamento no liquido que entra no dispositivo através da entrada para a entrada de liquido no dispositivo e, assim, formar um fluxo de vapor d'água/liquido a ser fornecido para a câmara de decantação.
[002] A invenção refere-se, ainda, a uma máquina de café que compreende um espaço de coadura para permitir que o extrato de café interaja com água, e que compreende adicionalmente um dispositivo para formar espuma em um liquido, conforme mencionado acima.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[003] A formação de espuma em um liquido envolve o fornecimento de um gás ao liquido e a misturação do liquido com o gás, com o propósito de se obter uma massa de bolhas no liquido, comumente chamada de espuma. Um exemplo prático de um liquido a ser espumado é leite. Especificamente no campo de preparo de café e especialidades de café, existe uma existe uma necessidade por um dispositivo que seja capaz de espumar leite de um modo descomplicado. É uma opção bem conhecida combinar um processo de formação de espuma de leite com um processo de
2/33 aquecimento do leite, em que é fornecido ar ao leite para formar espuma, e em que é fornecido vapor d'água ao leite para aumentar sua temperatura. 0 vapor d'água pode ser usado também para criar um efeito de bombeamento no liquido a ser espumado. Para essa finalidade, o vapor d'água pode ser conduzido através de uma restrição, na qual é criada subpressão à medida que o vapor d'água se expande, sendo essa subpressão adequada para causar a sucção do liquido.
[004] O documento WO 2011/158171 Al revela um dispositivo para formar espuma em um liquido que compreende um primeiro espaço com uma saida para que o conteúdo do espaço flua para fora do espaço, meios para fornecer o liquido a ser espumado ao primeiro espaço, e um segundo espaço para permitir que o liquido se misture com um gás de formação de espuma para que possa ocorrer um processo de formação de espuma. O segundo espaço é aberto para o primeiro espaço, e tem uma entrada para receber conteúdo do primeiro espaço, que é separada da saida do primeiro espaço por uma área livre para conter o gás de formação de espuma e para permitir o fornecimento do gás de formação de espuma para o segundo espaço sob a influência de um fluxo de liquido que flui do primeiro espaço para o segundo espaço. Dessa forma, na posição dessa área livre, quando o dispositivo é operado e o gás de formação de espuma está presente, o gás de formação de espuma pode fluir para o interior do segundo espaço e se misturar com o liquido a ser espumado, e o gás pode, então, fluir sob a influência de um fluxo de liquido a ser espumado do primeiro espaço para o segundo espaço. No segundo espaço, um movimento de turbilhonamento do liquido e do gás de formação de espuma é induzido para executar o real processo de formação de espuma.
3/33
Isso pode ser conseguido mediante o fornecimento tangencial do liquido e do gás de formação de espuma feito em uma superfície curva côncava, por exemplo. Deve-se observar que, com base em uma direção do fornecimento tangencial do liquido, pode ser conhecida uma direção do movimento de turbilhonamento do liquido e do gás de formação de espuma, isto é, uma direção do movimento de turbilhonamento da espuma liquida durante o processo de formação de espuma. Em particular, os versados na técnica poderão entender e predizer qual será a direção de rotação do movimento de turbilhonamento, uma vez que o movimento de turbilhonamento é obtido devido à continuação de um fluxo do liquido que é curvada como resultado do contato com a superfície curva côncava.
[005] Como um fluxo de entrada livre de gás de formação de espuma é possível na configuração com os dois espaços, ou seja, em uma posição onde um espaço termina e o outro começa, conforme visto em uma direção de um fluxo de líquido através do dispositivo, uma certa entrada de gás de formação de espuma pode ser sempre garantida, sendo que os efeitos desvantajosos que poderíam afetar a entrada, especificamente efeitos de obstrução, são evitados.
[006] O documento WO 2012/029019 Al revela uma maneira de controlar a entrada de gás de formação de espuma no dispositivo, conforme ensinamentos no documento WO 2011/158171 Al. Um tubo que é fornecido para permitir a saída da espuma líquida é usado também para permitir a saída do excesso de gás de formação de espuma. Além disso, são definidos vários requisitos no que se refere a razões de dimensões de componentes do dispositivo, que contribuem para se obter uma
4/33 espuma líquida de alta qualidade sem a formação excessiva ou insuficiente de espuma, ou bolhas de espuma muito grossas.
[007] Embora o tipo de dispositivo para formar espuma em um liquido revelados nos documentos WO 2011/158171 Al e WO 2012/029019 Al seja prático e capaz de alcançar excelentes resultados de formação de espuma, existem algumas desvantagens relacionadas a esse tipo especifico. Em primeiro lugar, o nivel de ruido resultante do funcionamento do dispositivo é elevado quando comparado com outros tipos de dispositivo para formar espuma em um liquido, especialmente os tipos nos quais o gás de formação de espuma é fornecido através de uma canaleta ou similar. A razão disso está no fato de que um jato de vapor d'água de alta velocidade que passa através de ar ou de outro gás de formação de espuma produz ruido de alta frequência. Esse problema pode ser resolvido com o uso de blindagem adequada, mas essa solução exige a adição de outros componentes no dispositivo e envolve custos extras. Em segundo lugar, uma pequena fração de goticulas do liquido pode não ser coletada pela entrada do segundo espaço. Como resultado, especificamente no caso de o liquido ser leite, pode ser criada a necessidade de um trabalho de limpeza. Em terceiro lugar, na prática, a fabricação do dispositivo é bastante dificil porque é necessária uma alta precisão para se obter diâmetros de vários componentes conforme exigido, e porque é vantajoso contar com ângulos cônicos em várias posições do dispositivo.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[008] É um objetivo da invenção fornecer um outro tipo de dispositivo para formar espuma em um liquido além do tipo conhecido e revelado nos documentos WO
5/33
2011/158171 Al e WO 2012/029019 Al. Além disso, é também um objetivo da invenção tomar medidas para assegurar que um processo de formação de espuma possa ocorrer no dispositivo de maneira bem controlada.
[009] Os objetivos da invenção são alcançados fornecendo-se um dispositivo para formar espuma em um liquido que compreende a câmara de decantação, a entrada para permitir o ingresso de liquido no dispositivo e a entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo, como mencionado anteriormente, e que compreende adicionalmente uma entrada/saida combinada para permitir o ingresso de gás de formação de espuma no dispositivo para formar espuma no liquido e para permitir a saida de espuma liquida da câmara de decantação, e um obstáculo disposto no dispositivo para determinar uma posição no dispositivo onde o gás de formação de espuma que entra no dispositivo durante o funcionamento do mesmo entra em contato com o fluxo de vapor d'água/liquido.
[010] De acordo com a invenção, uma entrada no dispositivo para permitir o ingresso de gás de formação de espuma é combinada com uma saida para permitir a saida de espuma liquida da câmara de decantação. Dessa forma, não existe mais uma configuração com dois espaços e uma área livre para fornecer o gás de formação de espuma. Ainda assim, a entrada/saida combinada do dispositivo de acordo com a invenção não é comparável às canaletas convencionais, ou similares, de outros dispositivos convencionais para fornecer o gás de formação de espuma, que são suscetíveis a obstruções. Para o propósito de realmente ser capaz de permitir a saida da espuma liquida, a entrada/saida combinada não pode ser projetada como uma canaleta estreita, uma vez que nesse caso,
6/33 o escoamento da espuma líquida seria prejudicado ou mesmo impossível. Dessa forma, no dispositivo de acordo com a invenção, o fato é que a entrada do gás de formação de espuma é feita através de uma entrada em vez de através de uma área livre, mas ainda assim não há risco de obstrução devido à combinação com a descarga da espuma líquida. Portanto, a configuração de entrada/saída combinada no dispositivo proporciona a vantagem de simplicidade de projeto sem envolver risco de obstrução como um efeito colateral desvantajoso.
[011] A combinação da entrada de gás de formação de espuma com a saída de espuma líquida não define tão precisamente em que ponto o gás de formação de espuma alcança o fluxo de vapor d'água/líquido. Todavia, no que se refere à maioria, se não a todas as aplicações práticas de um dispositivo para formar espuma em um líquido, é desejável dispor de um volume e uma temperatura bem controlados de espuma líquida a ser liberada pelo dispositivo. Se o contato entre o gás de formação de espuma e o fluxo de vapor d'água/líquido precisar ocorrer em posições diferentes, dependendo de fatores arbitrários durante o funcionamento do dispositivo, uma fração do vapor d'água que é impedida de condensar sobre o líquido iria variar. Como resultado, uma força de sucção exercida pelo vapor d'água sobre o líquido iria variar, e tal situação envolvería taxas de fluxo diferentes do líquido.
[012] Para evitar os possíveis efeitos desvantajosos da aplicação de uma entrada/saída combinada, conforme mencionado anteriormente, a invenção propõe fornecer o dispositivo para formar espuma em um líquido com um obstáculo disposto no dispositivo para determinar uma posição
7/33 no dispositivo onde o gás de formação de espuma que entra no dispositivo durante o funcionamento do mesmo entra em contato com o fluxo de vapor d'água/liquido. Em particular, tal obstáculo pode ser disposto na câmara de decantação. Em um processo de projeto do dispositivo de acordo com a invenção, é muito possivel para o versado na técnica avaliar onde podese esperar um fluxo de entrada de gás de formação de espuma, ou seja, em uma porção central do movimento de turbilhonamento da espuma liquida durante o processo de formação de espuma, isto é, a porção central da câmara de decantação, e como o obstáculo deve ser formatado, posicionado e orientado para que se possa assegurar que o fluxo de entrada será guiado em direção a uma posição predeterminada no dispositivo para o contato com o fluxo de vapor d'água/liquido.
[013] Em particular, é vantajoso que o obstáculo esteja no caminho do fluxo de entrada de gás de formação de espuma, de modo que não seja possivel que o gás de formação de espuma alcance o fluxo de vapor d'água/liquido sem seguir o obstáculo. O obstáculo pode também estar no caminho da espuma liquida executando um movimento de turbilhonamento na câmara de decantação durante o funcionamento do dispositivo, de modo que seja criado espaço para o gás de formação de espuma em um lado do obstáculo voltado para o lado oposto do fluxo de espuma liquida. De acordo com uma outra opção vantajosa, o obstáculo é usado como um meio com o qual o fluxo de vapor d'água/liquido deverá colidir. As colisões que ocorrem durante o funcionamento do dispositivo asseguram um bom processo de misturação, enquanto é criada uma trajetória bem
8/33 definida de gás de formação de espuma em direção a uma posição predeterminada.
[014] Por uma questão de clareza, deve-se observar que durante o funcionamento do dispositivo para formar espuma em um liquido, o gás de formação de espuma é absorvido continuamente no fluxo de vapor d'água/liquido e removido da câmara de decantação no fluxo de saida de espuma liquida. Com base nesse fato, uma subpressão é criada e um fluxo de entrada de gás de formação de espuma é induzido, de modo que o gás de formação de espuma que é usado no processo de formação de espuma seja reabastecido continuamente.
[015] A aplicação de um obstáculo é um modo relativamente simples de controlar um fornecimento de gás de formação de espuma, no qual não há necessidade de componentes complexos e caros para executar medições de parâmetros de um fluxo de saida de espuma liquida e de fazer ajustes em parâmetros relacionados ao funcionamento do dispositivo usando retroinformação sobre os primeiros parâmetros mencionados. O obstáculo pode ser incorporado de qualquer maneira adequada. Por exemplo, o obstáculo pode compreender um elemento em formato de bastão estendendo-se através da câmara de decantação, ou pode ser formatado como uma lâmina, ou uma faca que tem uma borda afiada disposta de modo a ficar voltada para o fluxo de vapor d'água/liquido.
[016] Num caso em que o obstáculo é posicionado em uma trajetória do fluxo de vapor d'água/liquido para causar a colisão do fluxo de vapor d'água/liquido com o obstáculo, é possivel que ao menos uma porção do obstáculo seja disposta em posição exatamente oposta à entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no
9/33 dispositivo, a uma distância que é muito pequena se comparada com uma distância necessária para o vapor d'água condensar completamente sobre o liquido. Nesse aspecto, deve-se observar que um exemplo prático dessa última distância é da ordem de 10 a 15 mm, e que um exemplo prático da primeira distância é da ordem 1 a 5 mm. Forçando a colisão do fluxo de vapor d'água/liquido com um obstáculo do lado de fora da entrada para permitir o ingresso do vapor d'água, o gás de formação de espuma é absorvido pelo fluxo de vapor d'água/liquido nessa exata posição, condição necessária para que o gás de formação de espuma seja sugado para o fluxo de vapor d'água/liquido em uma situação na qual apenas uma pequena fração do vapor d'água já tenha se condensado sobre o liquido. Desse modo, a maior parte da energia cinética fornecida pelo vapor d'água para o fluxo de vapor d' água/liquido pode ser preservada, de modo que o fluxo não seja excessivamente desacelerado e o processo de formação de espuma possa ocorrer de maneira ideal no que diz respeito à velocidade do fluxo, sendo que praticamente todo o vapor d'água irá condensar sobre o liquido na câmara de decantação. Vapor d'água a alta velocidade ajuda o processo de misturação e produz uma espuma liquida mais fina.
[017] Em uma modalidade vantajosa do dispositivo de acordo com a invenção, um lado do obstáculo voltado para a entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo é dotado de uma borda afiada. Dependendo da aplicação da borda afiada, a posição onde o gás de formação de espuma alcança o fluxo de vapor d' água/liquido é definida com mais precisão, uma vez que a posição é determinada pela largura relativamente pequena da
10/33 borda afiada no topo da borda. Além disso, a borda afiada pode ser posicionada de modo a dividir o fluxo de vapor d'água/liquido, sendo que a incorporação eficaz do gás de formação de espuma no fluxo de vapor d'água/liquido pode ocorrer quando os dois fluxos do fluxo de vapor d'água/liquido dividido se reunirem novamente depois de terem passado ao redor do obstáculo, quando o gás de formação de espuma presente atrás do obstáculo, conforme visto em uma direção do fluxo de vapor d'água/liquido, é disposto entre os dois fluxos reunidos, por assim dizer.
[018] Como mencionado anteriormente, é uma opção que o obstáculo seja posicionado em uma trajetória do fluxo de vapor d' água/liquido para fazer o fluxo de vapor d' água/liquido colidir com o obstáculo. De acordo com uma outra opção, que é uma alternativa ou uma opção adicional, o obstáculo pode ser adaptado para criar uma rota para o gás de formação de espuma na câmara de decantação ao ser posicionado em uma trajetória da espuma liquida obtida durante a operação do dispositivo. Nesse caso, é criada uma rota para o gás de formação de espuma atrás do obstáculo conforme visto em uma direção do movimento de turbilhonamento que é executado pela espuma liquida durante o processo de formação da mesma. O gás de formação de espuma que entra na câmara de decantação segue a rota definida pelo obstáculo e chega ao fluxo de vapor d'água/liquido em uma posição predeterminada no dispositivo. Nesse aspecto, é vantajoso que o obstáculo seja disposto de modo a se estender através da câmara de decantação.
[019] Em uma modalidade prática da disposição na qual o obstáculo estende-se através da câmara de decantação, uma extremidade do obstáculo é fixada a uma
11/33 parede interna da câmara de decantação, e uma outra extremidade do obstáculo é disposta em posição exatamente oposta à entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo, a uma distância que é muito pequena comparada com as dimensões da câmara de decantação. Como resultado do posicionamento da outra extremidade do obstáculo, como mencionado, o processo de formação de espuma pode ocorrer de maneira ideal no que diz respeito à velocidade do fluxo, conforme explicado anteriormente. A título de exemplo, devese observar que a distância, como mencionado, pode situar-se na faixa de 1 a 5 mm, enquanto uma altura da câmara de decantação pode situar-se na faixa de 10 a 30 mm, e uma largura/diâmetro da câmara de decantação pode situar-se na faixa de 10 a 25 mm.
[020] De acordo com ainda outra alternativa ou opção adicional, o obstáculo pode compreender uma borda curvada para dentro de uma parede interna da câmara de decantação, que é adaptada para agir como um salto (curso) para a espuma líquida durante o funcionamento do dispositivo, criando, dessa forma, espaço radial entre a espuma líquida e a entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo. Vantajosamente, a orientação da borda curvada para dentro é selecionada de modo a fornecer um salto (formado como uma pista de esqui em pequena escala, por assim dizer) que é disposto ao longo de um salto de um movimento de turbilhonamento executado pela espuma líquida na câmara de decantação durante o funcionamento. Nesse caso, as dimensões radiais do movimento de turbilhonamento são diminuídas localmente, de modo que é possível que a espuma líquida se desloque da entrada para permitir o ingresso de
12/33 vapor d'água no dispositivo, sendo criado um espaço para conter gás de formação de espuma nesse local. De preferência, uma posição do salto conforme visto ao longo de uma circunferência interna da câmara de decantação é próxima da posição da entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo conforme visto na mesma direção, de modo que a entrada para permitir o ingresso de vapor d'água fique logo atrás do salto conforme visto em uma direção de rotação do movimento de turbilhonamento, sendo impossível para a espuma liquida alcançar a entrada.
[021] Em uma modalidade preferencial, o dispositivo para formar espuma em um liquido compreende meios de orientação para guiar espuma liquida para fora da câmara de decantação através da entrada/saida combinada. Mediante o uso de tais meios, a entrada de gás de formação de espuma não é perturbada pela espuma liquida bloqueando o caminho do gás de formação de espuma à medida que a espuma liquida é acumulada, o que, de outro modo, poderia acontecer. Portanto, com o uso desses meios, pode-se assegurar um processo de formação de espuma estacionário, que não é prejudicado pela formação da espuma liquida.
[022] Vantajosamente, ao menos uma superfície dos meios de orientação é orientada como uma extensão de um movimento de turbilhonamento que é executado pela espuma liquida na câmara de decantação durante o funcionamento do dispositivo, adicionando ao movimento de turbilhonamento uma direção ao longo de um eixo longitudinal do movimento de turbilhonamento. Desse modo, por um lado, um fluxo natural da espuma liquida não é perturbado, e ao mesmo tempo evitase uma situação na qual a espuma liquida é mantida em
13/33 turbilhonamento dentro da câmara de decantação, ou seja, mediante a adição ao movimento de turbilhonamento de uma direção ao longo do eixo longitudinal do movimento de turbilhonamento. Portanto, é possivel direcionar a espuma liquida em turbilhonamento em direção à entrada/saida combinada e, assim, descarregar a espuma liquida da câmara de decantação. Por exemplo, os meios de orientação podem compreender uma nervura disposta em uma parede interna da câmara de decantação, sendo que a nervura se estende de acordo com um curso em espiral em uma direção voltada para a entrada/saida combinada. 0 curso da nervura pode ser escolhido de modo a ser completamente ajustado ao movimento de turbilhonamento que é executado pela mistura de liquido e gás de formação de espuma na câmara de decantação no processo de formação de espuma, de modo que a espuma liquida seja guiada suavemente em uma direção voltada para a entrada/saida combinada. Desse modo, a nervura pode auxiliar a conseguir uma descarga rápida de espuma liquida da câmara de decantação.
[023] Alternativa ou adicionalmente, os meios de orientação podem compreender um elemento anelar disposto na câmara de decantação, em que uma superfície de orientação do elemento anelar em um lado do mesmo voltada para o lado oposto da entrada/saida combinada estende-se de acordo com um curso em espiral em uma direção voltada para a entrada/saida combinada. Durante o funcionamento do dispositivo para formar espuma em um liquido, a espuma liquida pode passar através do espaço central do elemento anelar, ao mesmo tempo em que a superfície de orientação ajuda a descarregar a espuma liquida rapidamente em direção à entrada/saida combinada, de modo que
14/33 a câmara de decantação não fique cheia de espuma liquida e o processo de formação de espuma, que inclui o ingresso de gás de formação de espuma, não seja prejudicado. Por uma questão de completeza, deve-se observar que devido às forças centrifugas que atuam durante o movimento de turbilhonamento da espuma liquida, pode-se esperar que uma grande concentração da espuma liquida esteja presente em uma área em formato de anel delimitada por uma parede interna da câmara de decantação, de modo que o elemento anelar possa realmente ter uma influência eficaz sobre a descarga da espuma liquida.
[024] Além disso, no que se refere à descarga da espuma liquida, deve-se observar que o dispositivo pode ser orientado de modo que a entrada/saida combinada se estenda em relação à câmara de decantação em uma direção descendente, de modo que a descarga ocorra também por gravidade.
[025] Podem ser aplicados vários recursos estruturais a uma modalidade prática do dispositivo para formar espuma em um liquido. Em primeiro lugar, é muito prático que um diâmetro da entrada/saida combinada seja significativamente maior que um diâmetro da entrada para permitir o ingresso de liquido no dispositivo e um diâmetro da entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo. Em segundo lugar, um diâmetro da entrada/saida combinada pode ser da mesma ordem que um diâmetro da câmara de decantação. Em particular, a câmara de decantação pode ser formatada como um cilindro que tem uma circunferência interna circular, em que tanto a entrada para permitir o ingresso de liquido no dispositivo como a entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo podem ser
15/33 orientadas de maneira substancialmente perpendicular a um eixo longitudinal da câmara de decantação, e em que a entrada/saida combinada pode ser disposta como uma extensão da câmara de decantação, em uma direção ao longo do eixo longitudinal da câmara de decantação. Como mencionado anteriormente, um exemplo prático do diâmetro da câmara de decantação é um diâmetro que se situa na faixa de 10 a 25 mm. Um exemplo prático do diâmetro da entrada/saida combinada é um diâmetro que se situa na mesma faixa, ou que é um pouco menor, sendo que uma diferença entre o diâmetro da câmara de decantação e o diâmetro da entrada/saida combinada pode ser de cerca de 2 mm, por exemplo. Um exemplo prático do diâmetro da entrada para permitir o ingresso de liquido no dispositivo é um diâmetro que se situa na faixa de 1 a 2 mm, e o mesmo é aplicável ao diâmetro da entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo.
[026] Deve-se observar que o conceito de se dispor meios de orientação para guiar espuma liquida para fora da câmara de decantação através da entrada/saida combinada não precisa necessariamente depender do conceito de se dispor um obstáculo para determinar uma posição no dispositivo onde o gás de formação de espuma que entra no dispositivo durante o funcionamento do mesmo entra em contato com o fluxo de vapor d'água/liquido. Dessa forma, a invenção refere-se também a um dispositivo para formar espuma em um liquido que compreende uma câmara de decantação que fornece espaço no dispositivo para que, durante seu funcionamento, seja formada espuma liquida; uma entrada para permitir o ingresso de liquido a ser espumado no dispositivo; uma entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no
16/33 dispositivo para criar um efeito de bombeamento no líquido que entra no dispositivo através da entrada para permitir o ingresso de líquido no dispositivo e, assim, formar um fluxo de vapor d'água/líquido a ser fornecido para a câmara de decantação; a entrada/saída combinada para permitir o ingresso de gás de formação de espuma no dispositivo para formar espuma no líquido e para permitir a saída de espuma líquida da câmara de decantação; e meios de orientação para guiar espuma líquida para fora da câmara de decantação através da entrada/saída combinada.
[027] Em uma modalidade prática, os meios de orientação são adaptados para contribuir com uma descarga rápida de espuma líquida da câmara de decantação mediante a transformação do movimento de turbilhonamento em um movimento em espiral em uma direção voltada para a entrada/saída combinada, conforme explicado anteriormente. Em geral, ao menos uma superfície dos meios de orientação pode ser orientada como uma extensão de a movimento de turbilhonamento que é executado pela espuma líquida na câmara de decantação durante o funcionamento do dispositivo, adicionando ao movimento de turbilhonamento uma direção ao longo de um eixo longitudinal do movimento de turbilhonamento. Os meios de orientação podem compreender uma nervura disposta em uma parede interna da câmara de decantação e/ou um elemento anelar adaptado para orientar a espuma líquida de acordo com um formato em espiral.
[028] Esses e outros aspectos da invenção ficarão evidentes a partir de e elucidados com referência à descrição detalhada a seguir de várias modalidades de um dispositivo para formar espuma em um líquido que compreende
17/33 uma câmara de decantação que fornece espaço no dispositivo para que, durante seu funcionamento, seja formada espuma liquida, uma entrada para permitir o ingresso de liquido a ser espumado no dispositivo, uma entrada para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo, e uma entrada/saida combinada para permitir o ingresso de gás de formação de espuma no dispositivo para formar espuma no liquido e para permitir a saida de espuma liquida da câmara de decantação, sendo considerado que, a titulo de exemplo prático, o liquido a ser espumado é leite e o gás de formação de espuma é ar.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[02 9] A invenção será agora explicada em mais detalhes com referência às figuras, nas quais partes iguais ou similares são indicadas pelos mesmos sinais de referência, e nas quais:
[030] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de uma primeira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, em que uma porção do dispositivo é recortada para fornecer uma vista do interior do dispositivo;
[031] A Figura 2 mostra uma vista lateral de uma seção longitudinal de uma porção da primeira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, conforme mostrado na Figura 1, tomada ao longo de um eixo longitudinal/central de uma câmara de decantação do dispositivo;
[032] A Figura 3 mostra diagramaticamente uma vista lateral de uma seção longitudinal de uma segunda modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, tomada ao longo de um eixo longitudinal/central de uma câmara de decantação do dispositivo;
18/33
[033] A Figura 4 mostra diagramaticamente uma vista de topo de uma seção transversal da segunda modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, conforme mostrado na Figura 3, tomada no nivel de uma entrada de liquido e uma entrada de vapor d'água no dispositivo; e
[034] A Figura 5 mostra diagramaticamente uma vista de topo de uma seção transversal de uma terceira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, tomada no nivel de uma entrada de liquido e uma entrada de vapor d'água no dispositivo.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES
[035] As Figuras 1 e 2 fornecem ilustrações diferentes de uma primeira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, que será chamado deste ponto em diante da descrição de primeiro espumador de leite 1. Em geral, o primeiro espumador de leite 1 é adaptado para fazer e dispensar espuma de leite durante o funcionamento do dispositivo, em que ar e leite são usados como ingredientes da espuma de leite, e em que vapor d'água é usado em um processo de formação de espuma para aquecer a espuma de leite, executar uma função de bombeamento sobre o leite, e fornecer energia cinética suficiente a uma mistura do leite e do ar para executar um processo eficaz de formação de espuma graças a uma velocidade suficiente da mistura, sendo que o vapor d'água condensa sobre o leite nesse processo.
[036] O primeiro espumador de leite 1 compreende uma câmara de decantação 10 que fornece espaço 11 no espumador de leite 1 para que seja formada espuma liquida durante o funcionamento do espumador de leite 1. Tal como é de conhecimento geral, misturar ar com quantidades crescentes de
19/33 leite faz com que a mistura se expanda. Com isso, é necessário espaço no interior do primeiro espumador de leite 1 para permitir que o processo de expansão ocorra sem interferência. 0 primeiro espumador de leite 1 compreende adicionalmente uma entrada 20 para permitir o ingresso do leite no espumador de leite 1, que deste ponto em diante do presente documento será chamada de entrada de leite 20, uma entrada 30 para permitir o ingresso do vapor d'água no espumador de leite 1, que deste ponto em diante do presente documento será chamada de entrada de vapor d'água 30, e uma entrada/saida combinada 4 0 para permitir o ingresso de ar no espumador de leite 1 para formar espuma sobre o leite e para permitir a saida de espuma de leite da câmara de decantação 10.
[037] No exemplo mostrado, a câmara de decantação 10 é formatada como um cilindro que tem uma circunferência interna circular. No texto a seguir, as indicações de orientações e/ou direções de componentes e fluxos no primeiro espumador de leite 1 são dadas com referência ao formato cilíndrico da câmara de decantação 10, como mencionado, particularmente uma direção na qual um eixo longitudinal/central 12 da câmara de decantação 10 se estende, em que uma dimensão da câmara de decantação 10 na direção do eixo longitudinal 12 é denotada como sendo uma altura da câmara de decantação 10, e em que uma dimensão da câmara de decantação 10 em uma direção radial em relação à direção do eixo longitudinal 12, isto é, uma dimensão em um plano estendendo-se perpendicularmente em relação ao eixo longitudinal 12, é denotada como sendo uma largura/diâmetro da câmara de decantação 10. Além disso, uma orientação do primeiro espumador de leite 1 conforme mostrado nas Figuras
20/33 e 2, que é uma orientação na qual o eixo longitudinal 12 estende-se substancialmente em uma direção vertical e a entrada/saida combinada 40 está presente sob a câmara de decantação 10, é considerada uma orientação normal do primeiro espumador de leite 1, o que não altera o fato de que a invenção não depende de uma orientação especifica do primeiro espumador de leite 1. Em qualquer caso, no texto a seguir, as indicações de alto e baixo devem ser entendidas com referência ao plano de fundo da orientação normal, conforme mencionado.
[038] Com referência à Figura 2, deve-se observar que no exemplo mostrado, a entrada de leite 20 e a entrada de vapor d'água 30 estão situadas na mesma posição radial no primeiro espumador de leite 1, sendo que a entrada de leite 20 está situada em um nivel mais alto que a entrada de vapor d'água 30. Tanto a entrada de leite 20 como a entrada de vapor d'água 30 compreendem tubos com um diâmetro que é significativamente menor que um diâmetro da câmara de decantação 10 e da entrada/saida combinada 40. Além disso, a entrada de leite 20 e a entrada de vapor d'água 30 estendemse de maneira substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal 12 da câmara de decantação 10. Portanto, na orientação normal do primeiro espumador de leite 1, na qual o eixo longitudinal 12 tem uma orientação substancialmente vertical, tanto a entrada de leite 20 como a entrada de vapor d'água 30 têm uma orientação substancialmente horizontal.
[039] Uma vantagem da aplicação de vapor d'água é que não é necessário usar meios separados para bombear o leite para o primeiro espumador de leite 1. A Figura 2 mostra que no exemplo mostrado, uma restrição 31 é
21/33 disposta em posição exatamente oposta à entrada de vapor d'água 30. Na direção na qual o vapor d'água flui durante o funcionamento do primeiro espumador de leite, o vapor d'água é forçado a fluir através da restrição 31, e pode então expandir depois de ter passado pela restrição 31. Como resultado, é criada uma subpressão local que é usada para sugar o leite para dentro. Essa é uma aplicação de um principio que é conhecido como o principio de Venturi. Dessa forma, durante o funcionamento do dispositivo, é obtido um fluxo de vapor d' água/leite, isto é, uma mistura de vapor d'água e goticulas de leite, que passa através da restrição 31 e entra na câmara de decantação 10. Devido ao fato de que uma parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10 é curva de acordo com a circunferência interna circular do formato cilíndrico da câmara de decantação 10, e a entrada de vapor d'água 30 estende-se de maneira substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal 12 da câmara de decantação 10, o fluxo de vapor d'água/leite é forçado a executar um movimento de turbilhonamento no interior da câmara de decantação 10, em que um eixo longitudinal do movimento de turbilhonamento coincide com o eixo longitudinal 12 da câmara de decantação 10. Mediante o fornecimento de ar ao fluxo de vapor d'água/leite do modo como será descrito mais adiante, fica assegurada a formação da espuma de leite no processo, que é então aquecida sob a influência do vapor d'água. A energia necessária para mover o fluxo de vapor d'água/leite e o fluxo de vapor d'água/leite/ar é fornecida pelo vapor d'água. A espuma de leite deixa a câmara de decantação 10 através da
22/33 entrada/saída combinada 40, que é disposta como uma extensão da câmara de decantação 10 no exemplo mostrado.
[040] O ar que é necessário para formar espuma sobre o leite é dirigido através de uma trajetória de saida da espuma de leite ascendente para o interior do primeiro espumador de leite 1. Em um processo de formação de espuma, o ar presente dentro do primeiro espumador de leite 1 é utilizado, e a falta de ar que resulta dessa utilização é reabastecido imediatamente por um suprimento de ar através da entrada/saida combinada 40 sob a influência da subpressão criada pela falta de ar. De preferência, como é o caso no exemplo mostrado, uma distância entre a entrada de vapor d'água 30 e uma posição onde o fluxo de vapor d'água/leite entra na câmara de decantação 10 é muito curta, por exemplo, menor que 5 mm, de modo a assegurar que o vapor d'água não se condensará completamente sobre o leite nessa posição, e que restará uma quantidade suficiente de vapor d'água para fornecer energia para que ocorra um movimento de turbilhonamento no interior da câmara de decantação 10 a uma velocidade suficientemente alta para se obter uma boa mistura de leite e ar e, dessa forma, produzir espuma de leite de bolhas finas. Além disso, é vantajoso dispor de medidas para assegurar que o ar possa chegar ao fluxo de vapor d'água/leite em uma posição que seja tão próxima quanto possivel da entrada de vapor d'água 30, de modo que o processo de formação de espuma possa ser iniciado assim que possivel, na velocidade de fluxo mais alta possivel. Para essa finalidade, é aplicado um obstáculo 50, que é adaptado para permitir que o ar alcance o fluxo de vapor d'água/leite em uma posição que seja próxima da entrada de vapor d'água 30.
23/33
[041] Em geral, o obstáculo 50 é adaptado para determinar uma posição onde o ar entra em contato com o fluxo de vapor d'água/leite. Conforme explicado anteriormente, essa posição é, de preferência, próxima da entrada de vapor d'água 30 para evitar uma situação em que uma grande quantidade do vapor d'água já tenha se condensado sobre o leite e a maior parte da energia cinética seja perdida antes mesmo de o processo de formação de espuma ter começado. Uma posição bem definida é preferencial em vista de uma intenção de se ter um processo previsível de formação de espuma que produza resultados consistentes quando são aplicados parâmetros consistentes, sendo que os resultados incluem a temperatura, a quantidade e a qualidade da espuma de leite.
[042] No primeiro espumador de leite 1, o obstáculo 50 é disposto em posição exatamente oposta à entrada de vapor d'água 30, a uma distância relativamente pequena, por exemplo, a uma distância que se situa na faixa de apenas 1 a 5 mm. Em particular, no primeiro espumador de leite 1, o obstáculo 50 é posicionado diretamente atrás da restrição 31, como pode ser visto claramente na Figura 2. Durante o funcionamento do primeiro espumador de leite 1, o fluxo de vapor d'água/leite colide com o obstáculo 50 e, como resultado, o ar é sugado na posição exata onde a colisão ocorre. Para se ter uma posição bem definida, o obstáculo 50 é dotado de uma borda afiada em um lado do obstáculo 50 voltado para a entrada de vapor d'água 30.
[043] Um diâmetro da entrada/saida combinada 40 é suficientemente grande para permitir a entrada de ar no primeiro espumador de leite 1. Para garantir um processo continuo de formação de espuma na câmara de decantação 10,
24/33 são tomadas medidas para evitar o acúmulo de espuma de leite na câmara de decantação 10, o que poderia, de outro modo, ocorrer e criar uma situação na qual um suprimento ar limpo para a mistura turbilhonada de leite, vapor d'água e ar na câmara de decantação 10 seria bloqueado significativamente. No exemplo mostrado, uma nervura de orientação 14 é fornecida na parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10, disposta de acordo com um curso em espiral descendente. Assim, a espuma de leite que se move ao longo da parede lateral interna 13 no movimento de turbilhonamento conforme mencionado anteriormente entra em contato com a nervura de orientação 14, de modo que o movimento de turbilhonamento seja dotado de um componente descendente, isto é, um componente em uma direção da entrada/saída combinada 40. Devido às forças centrifugas que atuam sobre a espuma de leite no movimento de turbilhonamento, a maior parte da concentração da espuma de leite está presente em um lado externo do movimento de turbilhonamento, para que o efeito da nervura de orientação 14 sobre a espuma de leite seja ideal devido à disposição da nervura de orientação 14 na parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10.
[044] Além da nervura de orientação 14 conforme mencionado, o primeiro espumador de leite 1 compreende um elemento-guia anelar 15 que é disposto em um nível logo abaixo de um nível da entrada de vapor d'água 30. A nervura de orientação 14 estende-se entre uma posição de topo na câmara de decantação 10 ao longo de todo o caminho descendente em direção ao elemento-guia anelar 15. Uma superfície de topo 16 do elemento-guia anelar 15 é orientada de acordo com um curso em espiral descendente. Desse modo, o
25/33 elemento-guia anelar 15 auxilia na descarga da espuma de leite, especialmente em uma área relativamente baixa da câmara de decantação 10. Assim como a nervura de orientação 14, o elemento-guia anelar 15 atua principalmente em uma posição onde a maior parte da espuma de leite está presente, ou seja, em uma posição fora do movimento de turbilhonamento, próxima da parede lateral interna 13. A espuma de leite pode então passar para baixo para a entrada/saida combinada 40 através de um espaço central do elemento-guia anelar 15.
[045] Deve-se compreender que é bastante vantajoso que o curso em espiral descendente definido pela nervura de orientação 14 e a superfície de topo 16 do elemento-guia anelar 15 tenham uma direção de rotação conforme visto em uma direção descendente que é a mesma que uma direção do movimento de turbilhonamento do fluxo de vapor d'água/leite/ar na câmara de decantação 10. Desse modo, o fluxo não será interrompido e a geração de movimento adicional em uma direção descendente poderá ocorrer do modo mais suave. No que se refere à nervura de orientação 14, deve-se observar que a parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10 pode ser dotada de qualquer número adequado de nervuras de orientação 14, sendo que não é necessário que cada nervura de orientação 14 se estenda ao longo de todo o caminho entre a posição de topo na câmara de decantação 10 e o elemento-guia anelar 15. Além disso, deve-se observar que não é necessário que tanto uma nervura de orientação 14 como um elemento-guia anelar 15 sejam aplicados quando se deseja ter meios para direcionar a espuma de leite para a entrada/saida combinada 40. O efeito de direcionamento já é obtido quando apenas um desses meios de orientação 14, 15 é aplicado, embora o efeito
26/33 de direcionamento alcance sua intensidade máxima quando ambos os meios de orientação 14, 15 são aplicados. Dentro do escopo da presente invenção, são possíveis outros exemplos práticos de meios para guiar a espuma de leite para fora da câmara de decantação 10 através da entrada/saida combinada 40, sendo que é prático, porém não essencial, que tais meios definam um formato em espiral descendente, isto é, um formato em espiral na direção da entrada/saida combinada 40.
[046] Na entrada/saida combinada 40, um membro 41 que tem uma seção transversal em formato de cruz é disposto para afetar o movimento de turbilhonamento da espuma de leite, de modo que o movimento de turbilhonamento seja por fim interrompido e reste apenas um movimento descendente, o que resulta em uma emissão estável e constante de espuma de leite da entrada/saida combinada 40.
[047] As Figuras 3 e 4 mostram diagramaticamente vistas diferentes de diferentes seções de uma segunda modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, que será deste ponto em diante do presente documento chamada de segundo espumador de leite 2.
[048] O segundo espumador de leite 2 tem a mesma função que o primeiro espumador de leite 1. Em particular, o segundo espumador de leite 2 também é adaptado para dispensar espuma de leite quente como resultado de uma entrada de leite, vapor d'água e ar, sendo que o ar pode então entrar no segundo espumador de leite 2 através de uma entrada/saida combinada 40, que tem a função de permitir que a espuma de leite saia do segundo espumador de leite 2 para passar em uma direção descendente, além da função de permitir que o ar entre no
27/33 segundo espumador de leite 2 para passar para uma direção oposta, isto é, uma direção ascendente.
[049] A Figura 4 mostra como a entrada de vapor d'água 30 tem uma posição para soprar o vapor d'água ao longo da parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10, o que é vantajoso para se obter o movimento de turbilhonamento que contribui para um processo de formação de espuma, e ao mesmo tempo para minimizar a perda de energia cinética do vapor d'água na passagem entre a entrada de vapor d'água 30 e a parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10. Uma diferença entre o segundo espumador de leite 2 e o primeiro espumador de leite 1 é que no segundo espumador de leite 2, a entrada de leite 20 é disposta em um lado da entrada de vapor d'água 30, sendo que a entrada de leite 20 e a entrada de vapor d'água 30 estendem-se de maneira substancialmente perpendicular uma em relação à outra. Ainda assim, o conceito de o vapor d'água executar uma ação de sucção sobre o leite é o mesmo, em que o vapor d'água é forçado a passar através de uma restrição 31 para criar uma subpressão local.
[050] Uma outra diferença entre o segundo espumador de leite 2 e o primeiro espumador de leite 1 está na disposição do obstáculo 50 para determinar uma posição onde o ar que entra no segundo espumador de leite 2 entra em contato com o fluxo de vapor d'água/leite. No segundo espumador de leite 2, o obstáculo 50 estende-se através da câmara de decantação 10, inclinando-se para baixo a partir de uma parede superior interna 17 da câmara de decantação 10. Alternativamente, o obstáculo 50 pode ser disposto de modo a se estender a partir da parede lateral interna 13 da câmara de
28/33 decantação 10. Em qualquer caso, o obstáculo 50 garante uma trajetória de ar através da câmara de decantação 10 em direção a um ponto onde o ar possa se misturar com o fluxo de vapor d'água/leite. O ar entra no segundo espumador de leite 2 em uma posição central através da espuma de leite que é formada no interior da câmara de decantação 10 e que sai da câmara de decantação 10 através da entrada/saida combinada 40, e então segue um caminho descendente até o ponto predeterminado de encontro do fluxo de vapor d'água/leite ao longo do obstáculo 50. Em uma extremidade mais inferior 51 do obstáculo 50 é formado um bolsão de ar, isto é, um espaço para conter o ar a ser conduzido pelo fluxo de vapor d'água/leite. Conforme já explicado anteriormente, é vantajoso que o ar se misture com o fluxo de vapor d'água/leite em uma posição que seja tão próxima quanto possivel da entrada de vapor d'água 30 para minimizar a perda de energia cinética do vapor d'água devido a sua condensação sobre o leite. Portanto, é vantajoso que a extremidade mais inferior 51 do obstáculo 50 seja posicionada a apenas uma pequena distância da entrada de vapor d'água 30.
[051] Na Figura 3, um fluxo de entrada de ar é indicado por uma grande seta curva iniciando em uma posição central na entrada/saida combinada 40 e terminando na extremidade mais inferior 51 do obstáculo 50. Essa seta ilustra como o ar percorre primeiro um caminho ascendente através de um espaço disponível em uma posição central do movimento de turbilhonamento do fluxo de vapor d' água/leite/ar na câmara de decantação 10, e pode então percorrer o caminho ao longo do obstáculo 50 a partir dessa posição na parte superior da câmara de decantação 10 para uma posição onde a subpressão prevalece como resultado de o
29/33 ar ser fornecido para o fluxo de vapor d'água/leite e ser transportado continuamente para fora com o fluxo. Além disso, o movimento de turbilhonamento do fluxo de vapor d'água/leite/ar na câmara de decantação 10 é indicado por uma pequena seta curva, e uma emissão de espuma de leite do segundo espumador de leite 2 é indicada por uma pequena seta reta. Linhas delgadas indicam um contorno em formato genérico de funil da espuma de leite no interior da câmara de decantação 10 e da entrada/saida combinada 40, devendo-se notar que a espuma de leite deve estar presente entre as linhas delgadas e a parede interna 13 da câmara de decantação 10 e uma parede interna 42 da entrada/saida combinada 40.
[052] Na Figura 4, o movimento de turbilhonamento do fluxo de vapor d'água/leite/ar ao longo da parede interna 13 da câmara de decantação 10 é indicado por uma seta circular. Além disso, um espaço para a espuma de leite e um espaço para o ar na câmara de decantação 10 são indicados por uma linha delgada parcialmente circular desenhada como uma indicação de uma delimitação entre esses dois espaços, devendo-se notar que o espaço para o ar está presente em uma posição central na câmara de decantação 10, com uma porção projetando-se na direção da entrada de vapor d'água 30.
[053] A Figura 5 mostra diagramaticamente uma vista de topo de uma seção transversal de uma terceira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, que será deste ponto em diante do presente documento chamado de terceiro espumador de leite 3.
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[054] O terceiro espumador de leite 3 tem a mesma função que o primeiro espumador de leite 1 e o segundo espumador de leite 2. Em particular, o terceiro espumador de leite 3 também é adaptado para dispensar espuma de leite quente como resultado de uma entrada de leite, vapor d'água e ar, sendo que o ar pode então entrar no terceiro espumador de leite 3 através de uma entrada/saida combinada 40, que tem a função de permitir que a espuma de leite saia do terceiro espumador de leite 3 para passar em uma direção descendente, além da função de permitir que o ar entre no terceiro espumador de leite 3 para passar em uma direção oposta, isto é, uma direção ascendente.
[055] A disposição da entrada de leite 20 em relação à entrada de vapor d'água 30 é a mesma que no segundo espumador de leite 2. Além disso, a disposição da entrada de vapor d'água 30 em relação à parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10 é a mesma que no primeiro espumador de leite 1 e no segundo espumador de leite 2. Uma diferença entre o terceiro espumador de leite 3 e os outros dois espumadores de leite 1, 2 está relacionada à disposição do obstáculo 50. No terceiro espumador de leite 3, o obstáculo 50 é integrado à parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10. Em particular, o obstáculo 50 compreende uma borda curvada para dentro da parede lateral interna 13 da câmara de decantação 10, diretamente adjacente a uma interrupção da parede lateral interna 13, cuja função é permitir a entrada do fluxo de vapor d'água/leite. O movimento de turbilhonamento do fluxo de vapor d'água/leite/ar ao longo da parede interna 13 da câmara de decantação 10 é indicado por uma seta circular, do mesmo modo como mostrado na Figura 4. Pode-se ver claramente que a borda
31/33 curvada 50 é disposta de modo a estar presente no final de um movimento de rotação começando na entrada de vapor d'água 30. Como resultado, durante o funcionamento do terceiro espumador de leite 3, o fluxo de vapor d'água/leite/ar segue a borda curvada 50 e se move para dentro, na direção oposta da entrada de vapor d'água 30. De fato, o fluxo de vapor d'água/leite/ar é forçado a passar na entrada de vapor d'água 30 e uma certa distância, de modo a ser formado um bolsão de ar bem em frente a uma posição onde o fluxo de vapor d'água/leite entra na câmara de decantação 10.
[056] Dentro do escopo da presente invenção, são possíveis outros exemplos práticos de obstáculos 50 que são adaptados para definir precisamente uma posição onde o ar entra em contato com o fluxo de vapor d'água/leite. Depreende-se em vista do exposto que tal obstáculos 50 pode executar sua função de várias maneiras, por exemplo, mediante a criação de uma área de colisão para o fluxo de vapor d'água/leite, a criação de uma rota através da espuma de leite, e/ou a construção de algum tipo de passagem elevada da espuma de leite em relação ao fluxo de vapor d'água/leite. A aplicação de um obstáculo 50 em um espumador de leite 1, 2, 3 não implica necessariamente a aplicação de meios 14, 15 para promover uma descarga de espuma de leite da câmara de decantação 10, e vice-versa, embora seja vantajoso ter uma combinação para a operação de um espumador de leite 1, 2, 3 que seja consistente e que produza espuma de leite de alta qualidade.
[057] Ficará claro para os elementos versados na técnica que o escopo da presente invenção não se limita aos exemplos discutidos anteriormente, mas que várias emendas e
32/33 modificações dos mesmos são possíveis sem que se desvie do escopo da presente invenção conforme definido nas reivindicações anexas. Embora a presente invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes com referência às figuras e ao exposto acima, tal ilustração e descrição devem ser consideradas meramente ilustrativas ou exemplificadoras, mas não restritivas. A presente invenção não se limita às modalidades reveladas.
[058] Variações das modalidades apresentadas podem ser entendidas e executadas pelos versados na técnica na prática da invenção reivindicada, a partir de uma análise dos desenhos, da revelação e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a expressão que compreende não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido um ou uma, assim como suas flexões de número não excluem uma pluralidade. O simples fato de que certas medidas são referidas em diferentes reivindicações mutuamente dependentes não indica que uma combinação dessas medidas não possa ser usada em seu benefício. Qualquer sinal de referência nas reivindicações não deve ser interpretado como limitador do escopo da presente invenção.
[059] Para fins de clareza, deve-se observar que o termo espuma líquida conforme usado neste texto deve ser entendido como a espuma produzida em um líquido. Portanto, o termo deve ser entendido como sendo uma expressão genérica de espuma de leite, por exemplo, na qual o termo específico leite é substituído pelo termo geral líquido.
[060] A invenção pode ser resumida da seguinte forma. Um dispositivo 1, 2, 3 para formar espuma em um líquido
33/33 compreende uma câmara de decantação 10 que fornece espaço 11 no dispositivo para que, durante seu funcionamento, seja formada espuma líquida 1, 2, 3; uma entrada 20 para permitir o ingresso de líquido a ser espumado no dispositivo 1, 2, 3; uma entrada 30 para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo 1, 2, 3 para criar um efeito de bombeamento no líquido que entra no dispositivo 1, 2, 3 através da entrada 20 para permitir o ingresso de líquido no dispositivo 1, 2, 3 e, assim, formar um fluxo de vapor d'água/líquido a ser fornecido para a câmara de decantação 10; e uma entrada/saída combinada 40 para permitir o ingresso de gás de formação de espuma no dispositivo 1, 2, 3 para formar espuma no líquido e para permitir a saída de espuma líquida da câmara de decantação 10. Além disso, o dispositivo 1, 2, 3 compreende um obstáculo 50 disposto no dispositivo 1, 2, 3 para determinar uma posição no dispositivo 1, 2, 3 onde o gás de formação de espuma que entra no dispositivo 1, 2, 3 durante o funcionamento do dispositivo 1, 2, 3 entra em contato com o fluxo de vapor d'água/líquido, de modo que é possível ter um funcionamento consistente do dispositivo 1, 2, 3 e permitir que o gás de formação de espuma alcance o fluxo de vapor d'água/líquido em uma posição que é tão próxima quanto possível da entrada 30 para permitir o ingresso de vapor d'água, correspondendo a um momento em que apenas uma quantidade mínima de vapor d'água já tenha se condensado sobre o líquido.
Claims (15)
1. DISPOSITIVO (1, 2, 3) PARA FORMAR ESPUMA EM UM LÍQUIDO, sendo o dispositivo caracterizado por compreender:
- uma câmara de decantação (10) que fornece espaço (10) no dispositivo (1, 2, 3) para que, durante seu funcionamento, seja formada espuma liquida (1, 2, 3);
- uma entrada (20) para permitir o ingresso de liquido a ser espumado no dispositivo (1, 2, 3);
- uma entrada (30) para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo (1, 2, 3) para criar um efeitode bombeamento no liquido que entra no dispositivo (1, 2,3) através da entrada (20) para permitir o ingresso de liquidono dispositivo (1, 2, 3) e, assim, formar um fluxo de vapor d'água/liquido a ser fornecido para a câmara de decantação (10) ;
- uma entrada/saida combinada (40) para permitir o ingresso de gás de formação de espuma no dispositivo (1, 2, 3) para formar espuma no liquido e para permitir a saida de espuma liquida da câmara de decantação (10); e
- um obstáculo (50) disposto no dispositivo (1, 2, 3) para determinar uma posição no dispositivo (1, 2, 3) onde o gás de formação de espuma que entra no dispositivo (1, 2, 3) durante o funcionamento do dispositivo (1, 2, 3) entra em contato com o fluxo de vapor d'água/liquido.
2. DISPOSITIVO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo obstáculo (50) ser posicionado em uma trajetória do fluxo de vapor d'água/liquido para fazer o fluxo de vapor d'água/liquido colidir com o obstáculo (50).
3. DISPOSITIVO (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por ao menos uma porção do obstáculo (50)
2/4 ser disposta em posição exatamente oposta à entrada (30) para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo (1), a uma distância que é muito pequena em comparação com uma distância necessária para o vapor d'água se condensar completamente no liquido.
4. DISPOSITIVO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um lado do obstáculo (50) voltado para a entrada (30) para permitir o ingresso de vapor d'águano dispositivo (1) ser dotado de uma borda afiada.
5. DISPOSITIVO (2, 3), de acordo coma reivindicação 1, caracterizado pelo obstáculo (50) ser adaptado para criar uma rota para o gás de formaçãode espuma na câmara de decantação (10) ao ser posicionadoem uma trajetória da espuma liquida obtida durante a operação do dispositivo.
6. DISPOSITIVO (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo obstáculo (50) estender-se através da câmara de decantação (10) .
7. DISPOSITIVO (2), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por uma extremidade do obstáculo (50) ser fixada a uma parede interna (13, 17) da câmara de decantação (10), e sendo que uma outra extremidade (51) do obstáculo (50) é colocada em posição oposta à entrada (30) para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo (2).
8. DISPOSITIVO (3), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo obstáculo (50) compreender uma borda curvada para dentro de uma parede interna (13) da câmara de decantação (10), que é adaptada para agir como um salto para a espuma liquida durante o funcionamento do dispositivo, criando, dessa forma, espaço radial entre a
3/4 espuma líquida e a entrada (30) para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo (3).
9. DISPOSITIVO (1, 2, 3), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender meios de orientação (14, 15) para guiar espuma líquida para fora da câmara de decantação (10) através da entrada/saída combinada (40) .
10. DISPOSITIVO (1, 2, 3), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por ao menos uma superfície (16) dos meios de orientação (14, 15) ser orientada como uma extensão de um movimento de turbilhonamento que é executado pela espuma líquida na câmara de decantação (10) durante o funcionamento do dispositivo, adicionando ao movimento de turbilhonamento uma direção ao longo de um eixo longitudinal (12) do movimento de turbilhonamento.
11. DISPOSITIVO (1, 2, 3), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelos meios de orientação (14, 15) compreenderem uma nervura (14) disposta em uma parede interna (13) da câmara de decantação (10), sendo que a nervura (14) se estende de acordo com um curso em espiral em uma direção voltada para a entrada/saída combinada (40) .
12. DISPOSITIVO (1, 2, 3), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelos meios de orientação (14, 15) compreenderem um elemento anelar (15) disposto na câmara de decantação (10), sendo que uma superfície (16) do elemento anelar (15) em um lado do elemento anelar (15) voltada para o lado oposto da entrada/saída combinada (40) se estende de acordo com um curso em espiral em uma direção voltada para a entrada/saída combinada (40).
4/4
13. DISPOSITIVO (1, 2, 3), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um diâmetro da entrada/saida combinada (40) ser da mesma ordem que um diâmetro da câmara de decantação (10).
14. DISPOSITIVO (1, 2, 3), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela câmara de decantação (10) ser formatada como um cilindro que tem uma circunferência interna circular, em que tanto a entrada (20) para permitir o ingresso de líquido no dispositivo (1, 2, 3) como a entrada (30) para permitir o ingresso de vapor d'água no dispositivo (1, 2, 3) são orientadas de forma substancialmente perpendicular a um eixo longitudinal (12) da câmara de decantação (10), e em que a ent rada/saída combinada (40) é disposta como uma extensão da câmara de decantação (10), em uma direção ao longo do eixo longitudinal (12) da câmara de decantação (10).
15. MÁQUINA DE CAFÉ, caracterizada por compreender um espaço de coadura para permitir que o extrato de café interaja com água e por compreender adicionalmente um dispositivo para formar espuma em um líquido conforme definido na reivindicação 1.
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