Die Erfindung betrifft eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen und Wärmen von flüssigen Speisen und Getränken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind unterschiedlichste Vorrichtungen zum Wärmen und Aufschäumen von flüssigen Speisen und Getränken mittels Wasserdampf bekannt, insbesondere Vorrichtungen zur Herstellung von warmen und heissen Milchgetränken, sowie Milchkaffee und Cappuccino im Zusammenhang mit einer Kaffeemaschine. Ein oben offenes Gefäss, das teilweise mit Milch oder mit der aufzuschäumenden und zu erwärmenden Flüssigkeit gefüllt ist, wird so unter die Austrittsöffnung der Dampfleitung, der sogenannten Dampflanze gehalten, dass diese wenigstens mit ihrer Austrittsöffnung in die Flüssigkeit eintaucht. Danach wird Dampf über die Dampfleitung in die Flüssigkeit geleitet und das Gefäss vom Benutzer auf- und ab bewegt. Beim Aufschäumen wird durch den Dampfstrom Luft mit in die Flüssigkeit eingeleitet und eingewirbelt. Während dieses Vorgangs wird die Flüssigkeit aufgeschäumt und auch erhitzt.
Eine derartige Handhabung ist für den Benutzer aufwendig und bedarf ein gewisses Mass an Geschicklichkeit, um auf diese Art mit Dampf beispielsweise Milch zu erhitzen und gleichzeitig den gewünschten Milchschaum zu erzeugen. Ausserdem kann es insbesondere dann, wenn sich in dem Gefäss nur eine geringe Menge Milch befindet, unter der Einwirkung des aus der Dampfdüse ausströmenden Dampfes zum Überhitzen und Wegspritzen von Milchteilen kommen. Dadurch ist eine Verschmutzungsgefahr sowohl für den Benutzer selbst als auch für die Umgebung des Gerätes gegeben.
Aus der WO 03/092 458 A1 ist eine Vorrichtung zum Erwärmen und Aufschäumen von Milch bekannt, die einen Boiler zur Dampferzeugung und einen Druckluftbehälter aufweist. Die Dampfleitung mündet in einem vom Druckluftbehälter kommenden Druckrohr, dessen freies Ende in ein mit Milch gefülltes Gefäss ragt. Die Druckluft wird im Druckrohr mit dem Dampf vermischt und dieses Dampf-Luftgemisch gelangt über das offene Ende der Druckleitung in die Milch, die durch den Dampf erwärmt und mit der Luft unter Schaumbildung vermengt wird. Die Dampf- und Druckluftzufuhr ist über Ventile geregelt, die von einer Kontrolleinheit angesteuert werden. Diese Vorrichtung ist relativ aufwendig, da die Luftzufuhr unter Druck erfolgen muss und dieser Druck mit einer zusätzlichen Einrichtung bereitgestellt wird.
Eine weitere Aufschäumvorrichtung zur Zubereitung von Cappuccino ist aus der DE 3 644 519 A1 bekannt. Ein Dampfrohr weist dabei eine Dampfdüse auf, der eine Mischkammer, in die ein Luftkanal einmündet, vorgeschaltet ist. Das Dampfrohr und der Luftkanal sind nebeneinanderliegend angeordnet. Aus der Mischkammer tritt dann ein Gemisch von Dampf und Luft in die aufzuschäumende Flüssigkeit aus. Diese Aufschäumvorrichtung hat den Nachteil, dass sie nicht zu Reinigungszwecken zerlegbar ist. Dies ist deshalb nachteilig, da das Dampfrohr und der Luftkanal in Milch oder Milchkaffee eingetaucht werden, ohne dass die Dampfzufuhr geöffnet wird. In diesem Fall kann die Flüssigkeit in die feinen Kanäle der Dampf- bzw. Luftzufuhr eindringen und diese verschmutzen, wodurch diese verstopfen können oder unhygienische Verhältnisse entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bekannter Vorrichtungen zum Erhitzen und Aufschäumen von Getränken und insbesondere von Milch in einem Gefäss zu beseitigen. Diese Aufgabe wird von der erfindungsgemässen Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass beim Durchströmen von Dampf durch eine Verengung im Dampfrohr an der Verengung ein Unterdruck entsteht. Durch eine in diesem Bereich angeordnete Öffnung nach aussen wird auf Grund des Unterdrucks Luft aus der Umgebung angesaugt und im nachfolgenden Dampfrohr mit dem Dampf vermischt. Diese als Venturirohr bzw. Venturidüse bekannte Anordnung wird zu einer Dampflanze weitergebildet, deren unteres offenes Ende zu einer Düsenöffnung ausgebildet ist. Der Bereich der Dampflanze zwischen der Venturidüse und der unteren Öffnung bildet die Mischkammer, in welcher sich der Dampf beim Durchströmen mit der angesaugten Luft durchmischt. Die Venturidüse mit der Luftansaug-Öffnung ist im oberen Bereich der Dampflanze derart angeordnet, dass sie im Gebrauch ausserhalb der zu erhitzenden und aufzuschäumenden Flüssigkeit liegt.
Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass nur ein Rohr, nämlich das mit dem Dampf-Luftgemisch durchströmte Dampfrohr, in die aufzuschäumende Flüssigkeit eintaucht. Dieses Rohr ist einfach durch Spülen mit Dampf, Wasser oder einer Reinigungsflüssigkeit zu reinigen. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass es keinerlei zusätzliche Einrichtungen zur Druckluftaufbereitung bedarf.
Weitere Vorteile der Erfindung folgen aus den abhängigen Patentansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher die Erfindung anhand zweier in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert wird.
[0009] Es zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>einen Schnitt durch eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemässen Dampflanze, schematisch dargestellt;
<tb>Fig. 2<sep>eine weitere beispielsweise Ausführungsform der Luftzuführung im Dampfrohr, schematisch dargestellt.
In den Figuren sind für dieselben Elemente jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet worden und erstmalige Erklärungen betreffen alle Figuren, wenn nicht ausdrücklich anders erwähnt.
In der Fig. 1 ist eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemässen Dampflanze 1 im Schnitt schematisch dargestellt. Diese Dampflanze 1 besteht aus einem aus Metall oder Kunststoff gefertigtem Rohr 4, das an einer hier nicht gezeigten Dampfaufbereitungseinrichtung D, wie beispielsweise einem Boiler und/ oder einem Durchlauferhitzer, angeschlossen ist. Der Anschluss 11 der Dampflanze 1 an die Rohr- oder Schlauchleitung der Dampfaufbereitungseinrichtung D kann durch Aufstecken mittels einer Gummitülle oder durch Aufschrauben des Dampfrohrs erfolgen, je nach Ausführung und Anwendungszweck. Es ist auch denkbar, dass die Dampflanze 1 fest mit der Dampfleitung der Dampfaufbereitung verbunden ist. Unmittelbar nach dem Anschlussbereich 11 weist das Rohr 4 im Inneren eine zu einer Venturi Düse geformte konische Verengung 5 auf.
Im Bereich der Verengung 5 mündet ein von der äusseren Oberfläche ins Innere des Rohres 4 radial führender Luftkanal 9. Im Anschluss an die Verengung 5 erfährt das Innere des Rohres 4 eine konische Erweiterung. Dieser erweiterte Rohrabschnitt 6 bildet eine Mischkammer DL, die sich bis zur Austrittsöffnung 7 der Dampflanze 1 erstreckt. Diese Austrittsöffnung 7 ist durch eine Verengung des Dampfrohres 4 zu einer Austrittsdüse 12 ausgebildet. Anstelle der Verengung des Dampfrohres 4 an der Austrittsöffnung 7 ist auch eine aus Metall oder Kunststoff gefertigte, aufschraub- oder aufsteckbare Austrittsdüse 12 denkbar. Weiter ist im Bereich des Luftkanals 9 eine Drosselschraube 10 zu erkennen. Diese dient der Regulierung der Luftzufuhr in die Venturidüse 5.
Im einfachsten Fall genügt allerdings auch eine geeignete Wahl des Innendurchmessers des Luftkanals 9, wodurch die zuzuführende Luftmenge begrenzt ist. In der Fig. 1 ist lediglich ein Luftkanal 9 gezeigt. Um eine gleichmässige Luftzufuhr zu ermöglichen, können mehrere, radial verlaufende und in den Bereich der Verengung 5 des Dampfrohres 4 mündende Luftkanäle angeordnet sein. Zum Aufschäumen und Erhitzen eines Getränkes oder einer flüssigen Speise wird die Dampflanze in die Flüssigkeit 3 im Behälter 2 eingebracht und Dampf über die Dampfzufuhr in die Dampflanze 1 geleitet.
Beim Durchströmen des Dampfes durch die Verengung 5 wird durch den oder die Luftkanäle 9 Luft angesaugt, die sich in der nachfolgenden Mischkammer 6 mit dem Dampf vermischt und als Luft-Dampfgemisch DL an der Austrittsdüse 7 austritt und das Getränk bzw. die Flüssigkeit 3 im Behälter 2 aufschäumt. Die Länge des Dampfrohres 4 im Bereich der Mischkammer 6 ist so gewählt, dass sich der Bereich der Verengung 5 und der Luftkanal 9 selbst bei vollständig in die Flüssigkeit 3 eingetauchter Dampflanze 1 oberhalb des Flüssigkeitsniveaus 8 befindet.
Die beschriebene Dampflanze 1 ist einstückig ausgeführt, kann aber auch aus einzelnen Rohrabschnitten zusammengesetzt sein. Diese Rohrabschnitte können beispielsweise aus einem Anschlussabschnitt 11, einem Venturi-Düsenabschnitt, einem weiteren Rohrabschnitt, welcher die Mischkammer 6 bildet und einer Austrittsdüse 7 bestehen. In einer weiter denkbaren Ausführung ist eine Venturidüse in ein Dampfrohr eingeschoben und im Dampfrohr befestigt. Das Dampfrohr weist an geeigneten Stellen Löcher oder Schlitze auf, durch welche die Luft in die Venturidüse strömen kann.
In der Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Dampfrohrs 4 der Dampflanze 1 mit einer weiteren Ausführungsform zur Zuführung der Luft L in die Mischkammer 6 gezeigt. Das Dampfrohr 4 weist zwei etwa konisch oder trichterförmige, gegeneinander gerichtete Verengung 5, 15 des Dampfrohres 4 auf, derart, dass eine erste Verengung 5 mit einem kleineren Innendurchmesser der Austrittsöffnung in eine zweite, entgegengerichtete Verengung 15 mit grösserem Innendurchmesser mündet. Aufgrund der unterschiedlichen Innendurchmesser der beiden ineinander mündenden Verengungen 5, 15 ergibt sich ein Luftspalt 16. Das Dampfrohr 4 weist im Bereich zwischen der ersten und der zweiten Verengung ein oder mehrere Löcher oder Schlitze 14 auf.
Strömt nun Dampf durch die erste Verengung 5, so erfährt dieser im Bereich 13 eine grössere Strömungsgeschwindigkeit und aufgrund des dadurch resultierenden Unterdrucks wird Luft L durch den Luftspalt 16 und die Öffnungen 14 angesaugt, die sich in der anschliessenden Mischkammer 6 mit dem Dampf zum Luft-Dampfgemisch DL durchmischt.
Das Ansaugen von Luft erfolgt erfindungsgemäss im oberen Bereich der Dampflanze mit einer in diesem Bereich angeordneten und nach dem Venturi Prinzip wirkenden Rohrverengung oder Düse. Dieser Bereich befindet sich beim Erhitzen und Aufschäumen von Flüssigkeiten mit dieser Dampflanze immer über dem Flüssigkeitsniveau, so dass der Luftansaugbereich mit der Venturi-Düse nie in Kontakt mit der aufzuschäumenden Flüssigkeit kommt. Mit der erfindungsgemässen Dampflanze ist damit eine sehr einfach und rasch zu reinigende und einfach handzuhabende Vorrichtung zum Aufschäumen von flüssigen Speisen und Getränken möglich.
The invention relates to a foaming device for foaming and heating liquid food and drinks according to the preamble of claim 1.
There are a variety of devices for heating and foaming of liquid food and drinks by means of steam known, in particular devices for the production of hot and hot milk drinks, and milk coffee and cappuccino in connection with a coffee machine. An open-topped vessel, which is partially filled with milk or with the liquid to be foamed and heated, is held under the outlet opening of the steam line, the so-called steam lance, so that it dips into the liquid at least with its outlet opening. Steam is then introduced into the liquid via the steam line and the vessel is moved up and down by the user. During foaming, air is introduced into the liquid and swirled by the vapor stream. During this process, the liquid is foamed and heated.
Such handling is complex for the user and requires a certain amount of skill to heat in this way with steam, for example, milk and at the same time to produce the desired milk foam. In addition, especially when there is only a small amount of milk in the vessel, under the action of the steam flowing out of the steam nozzle, overheating and spraying of milk particles may occur. This creates a risk of contamination for both the user and the environment of the device.
From WO 03/092 458 A1 a device for heating and frothing of milk is known, which has a boiler for steam generation and a compressed air tank. The steam line opens into a pressure pipe coming from the compressed air tank, the free end of which projects into a vessel filled with milk. The compressed air is mixed in the pressure tube with the steam and this vapor-air mixture passes through the open end of the pressure line into the milk, which is heated by the steam and mixed with the air with foaming. The steam and compressed air supply is controlled by valves, which are controlled by a control unit. This device is relatively expensive, since the air supply must be made under pressure and this pressure is provided with an additional device.
Another frothing device for preparing cappuccino is known from DE 3 644 519 A1. A steam pipe in this case has a steam nozzle, which is connected upstream of a mixing chamber into which an air duct opens. The steam pipe and the air duct are arranged side by side. From the mixing chamber then exits a mixture of steam and air in the fluid to be foamed. This foaming device has the disadvantage that it can not be dismantled for cleaning purposes. This is disadvantageous because the steam pipe and the air duct are immersed in milk or latte coffee without the steam supply is opened. In this case, the liquid can penetrate into the fine channels of the steam or air supply and pollute them, which can clog them or cause unhygienic conditions.
The present invention has for its object to overcome these disadvantages of known devices for heating and frothing of beverages and in particular of milk in a vessel. This object is achieved by the inventive device with the characterizing features of claim 1.
The invention is based on the finding that, when steam flows through a constriction in the steam pipe, a negative pressure is created at the constriction. Due to the negative pressure, air is sucked in from the environment through an opening arranged in this area and mixed with the steam in the subsequent steam pipe. This known as venturi or Venturi nozzle arrangement is further developed into a steam lance, whose lower open end is formed to a nozzle opening. The area of the steam lance between the Venturi nozzle and the lower opening forms the mixing chamber, in which the steam mixes with the sucked air as it flows through. The Venturi nozzle with the air intake opening is arranged in the upper region of the steam lance in such a way that in use it lies outside the liquid to be heated and foamed.
The advantage of this arrangement is that only one tube, namely the steam tube through which the steam-air mixture flows, dips into the liquid to be foamed. This pipe is easy to clean by rinsing with steam, water or a cleaning liquid. Another advantage of this arrangement is that it requires no additional facilities for compressed air treatment.
Further advantages of the invention follow from the dependent claims and from the following description in which the invention with reference to two embodiments illustrated in the schematic drawings is explained in more detail.
It shows:
<Tb> FIG. 1 <sep> a section through an example embodiment of the inventive steam lance, shown schematically;
<Tb> FIG. 2 <sep> another example embodiment of the air supply in the steam pipe, shown schematically.
In the figures, the same reference numerals have been used for the same elements and first explanations apply to all figures, unless expressly stated otherwise.
In Fig. 1, an example embodiment of the inventive steam lance 1 is shown schematically in section. This steam lance 1 consists of a made of metal or plastic pipe 4, which is connected to a steam treatment device D, not shown here, such as a boiler and / or a water heater, connected. The connection 11 of the steam lance 1 to the pipe or hose of the steam treatment device D can be done by plugging by means of a rubber grommet or by screwing the steam pipe, depending on the design and application. It is also conceivable that the steam lance 1 is firmly connected to the steam line of the steam treatment. Immediately after the connection region 11, the tube 4 has a conical constriction 5 formed in the interior of a Venturi nozzle.
In the area of the constriction 5, an air channel 9 leading radially from the outer surface into the interior of the tube 4 opens. Following the constriction 5, the interior of the tube 4 experiences a conical enlargement. This expanded pipe section 6 forms a mixing chamber DL, which extends to the outlet opening 7 of the steam lance 1. This outlet opening 7 is formed by a narrowing of the steam pipe 4 to an outlet nozzle 12. Instead of the narrowing of the steam pipe 4 at the outlet opening 7 is also made of metal or plastic, unscrewed or attachable outlet nozzle 12 is conceivable. Next, a throttle screw 10 can be seen in the region of the air channel 9. This serves to regulate the air supply into the venturi 5.
In the simplest case, however, also satisfies a suitable choice of the inner diameter of the air duct 9, whereby the amount of air to be supplied is limited. In Fig. 1, only one air channel 9 is shown. In order to enable a uniform air supply, a plurality of radially extending air ducts opening into the region of the constriction 5 of the steam pipe 4 can be arranged. For foaming and heating a beverage or a liquid food, the steam lance is introduced into the liquid 3 in the container 2 and passed steam via the steam supply into the steam lance 1.
As it flows through the steam through the constriction 5 9 air is sucked through the one or more air channels, which mixes in the subsequent mixing chamber 6 with the steam and exits as an air-vapor mixture DL at the outlet nozzle 7 and the drink or the liquid 3 in the container 2 foams. The length of the steam pipe 4 in the region of the mixing chamber 6 is selected such that the region of the constriction 5 and the air duct 9 is located above the liquid level 8 even when the steam lance 1 is completely submerged in the liquid 3.
The steam lance 1 described is made in one piece, but may also be composed of individual pipe sections. These pipe sections can for example consist of a connection section 11, a venturi nozzle section, a further pipe section which forms the mixing chamber 6 and an outlet nozzle 7. In a further conceivable embodiment, a Venturi nozzle is inserted into a steam pipe and fixed in the steam pipe. The steam pipe has holes or slots at appropriate locations through which the air can flow into the venturi.
FIG. 2 shows a section of the steam pipe 4 of the steam lance 1 with a further embodiment for feeding the air L into the mixing chamber 6. The steam pipe 4 has two approximately conical or funnel-shaped, oppositely directed constriction 5, 15 of the steam pipe 4, such that a first constriction 5 opens with a smaller inner diameter of the outlet opening in a second, opposing constriction 15 with a larger inner diameter. Due to the different inner diameters of the two constrictions 5, 15 opening into one another, an air gap 16 results. The steam pipe 4 has one or more holes or slots 14 in the area between the first and the second constrictions.
If steam now flows through the first constriction 5, it experiences a greater flow velocity in the region 13 and, due to the resulting negative pressure, air L is sucked through the air gap 16 and the openings 14, which in the adjoining mixing chamber 6 are sucked in with the vapor. Steam mixture DL mixed.
The suction of air is carried out according to the invention in the upper region of the steam lance with a pipe constriction or nozzle arranged in this region and acting on the Venturi principle. This area is always above the liquid level when heating and foaming liquids with this steam lance, so that the air intake area with the Venturi nozzle never comes into contact with the liquid to be foamed. With the inventive steam lance so that a very simple and quick to clean and easy to handle device for foaming liquid food and drinks is possible.