CN102036590B - 用于将流体混入饮料中的装置、部件和方法 - Google Patents
用于将流体混入饮料中的装置、部件和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种能够与被设置成将加压流体供入饮料以便将流体混入饮料中的管道相连的部件。部件(21)包括用于所述流体的文丘里管，文丘里管具有处于高压强和低动能的上游第一区域(A)以及处于低压强和高动能的下游第二区域(B1-B)。在所述部件(21)中，多个第一通孔(32)形成文丘里管(31)并且使得第一区域(A)与第二区域(B1-B)连通，多个第二通孔(34)被设置成朝着第二区域(B1-B)汇聚。本发明还涉及包括所述部件的装置以及用于将流体混入饮料的方法。
Description
技术领域
本发明总体涉及一种用于将流体、尤其是空气和/或蒸汽混入饮料中的装置和相关的部件。
更具体地，本发明涉及一种蒸汽输送部件(蒸汽管道)或与蒸汽管道相连或能够与蒸汽管道相连的附属部件(扩散器)，所述部件能够用于例如在浓缩咖啡机中用于通过将蒸汽引入容纳在罐中的奶来制备热奶和/或起泡奶。
为便于说明，此后将参照包括蒸汽管道且与咖啡机相连的装置。但是本领域技术人员容易理解，在不背离本说明书的范围的条件下，根据本发明的装置可以是包括输送适合于被混入饮料中的流体(例如空气)的部件且可包含于其它类型的设备中的任何装置。
背景技术
已知装置被设置成将蒸汽和/或空气输送入饮料中且将它们与饮料本身混合，例如用于对其进行加热和/或使之起泡，或用于获得乳状液。
通常这种装置包括蒸汽管，蒸汽管的一端浸入饮料中，并且在一些情形中这些装置利用所谓的文丘里效应来改进蒸汽和饮料之间的混合。
例如，美国专利No.5,335,588公开了一种蒸汽管和蒸汽管附件，其被配置成使待引入液体中的端部形成文丘里管。
此处被认为是本发明的最接近现有技术的已知装置包括与文丘里管中的蒸汽的最低压和最大动能的区域相对应且设置成利用低压以抽吸奶和外部空气并且将外部空气、蒸汽和奶在同一文丘里管中混合的导管。
现有技术方案存在问题：正被移动和混合的外部空气、蒸汽和奶的量很受限制，使得获得良好混合的空气、蒸汽和奶所花费的时间长，因为蒸汽的动能没有被完全利用。
在相同的技术领域，还从美国专利公布文献No.2003/0131735已知一种用于制备起泡奶的装置，该装置包括蒸汽管，该蒸汽管在其端部具有多个开口，通过这些开口蒸汽被引入饮料中。
现有技术管道包括从饮料伸出的套管，该套管在其端部变窄，以产生文丘里效应，从而辅助浸没在饮料中的端部处的外部空气的流入。在这种现有技术中，文丘里效应被用来使外部空气更容易地流入饮料中。
申请人已经认识到，利用文丘里效应将流体(例如空气和/或蒸汽)引入饮料中并将流体与饮料混合的这些现有技术装置不能优化饮料的机械运动，并且因此它们通常不能最好地利用通过文丘里效应由流体获得的动能以快速有效地获得所需效果(例如对饮料进行加热或使之起泡)。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术、尤其是最接近现有技术的上述技术问题。
该目的通过此处要求保护的用于将流体、尤其是空气和/或蒸汽混入饮料中的装置和相关部件来实现。
本发明还涉及一种用于将流体混入饮料的方法。
就本发明而言，权利要求是此处提供的技术教导的整体部分。
根据优选实施方式，用于将流体混入饮料中的装置包括：管道；以及与所述管道相连的部件，该部件具有被设置成形成文丘里管且出口区域处于低压和高动能的多个第一通孔以及被设置成朝着处于低压和高动能的区域汇聚的多个第二通孔。
根据本发明的另一特征，所述部件中的多个第一通孔沿着第一圆周设置，并且多个第二通孔沿着第二圆周设置。
根据本发明的又一特征，所述部件或扩散器通过多个第一通孔和文丘里效应在管道的内部和出口之间产生高的压差。因此，由此方式获得的流体(例如蒸汽)的动能被用来通过从靠近扩散器的区域朝着多个第一通孔中的孔的出口抽吸饮料通过多个第二通孔而移动饮料。由此，借助该构造，扩散器产生饮料循环，辅助蒸汽、饮料和空气(如果存在的话)之间的混合和热交换。
附图说明
通过参照附图给出的仅仅作为非限制性例子的优选实施方式的下列描述可以更清楚本发明的上述以及其它特征和优点。在附图中，由相同或类似附图标记表示的元件对应于具有相同或类似功能和结构的部件，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的包括端部部件的装置；
图2a和图2b分别为图1所示端部部件的透视图；
图3a为图2a和图2b所示部件的示意性剖视图；
图3b为根据第二实施方式的端部部件的示意性剖视图；以及
图4、图5、图6和图7分别为根据其它实施方式的端部部件的各透视图。
具体实施方式
参照图1，用于将蒸汽混入饮料16中的装置10(此处为了描述简单而称为装置)包括导管12，该导管12具有连接到煮器11(例如被设置成产生加压蒸汽的咖啡机的煮器)的入口和连接到部件(蒸汽管道或管道)15的出口，部件15的一个端部20被成形为将加压蒸汽输送到容纳着饮料16(例如奶)的罐19中。
优选的是，装置10还包括阀13(例如手控阀)，阀13位于导管12的出口和管道15之间并被设置成调节通过管道15从煮器11流到饮料(奶)16的加压蒸汽。在其它实施方式中，阀甚至可以在同一导管的两段之间沿着导管12定位。
在其它实施方式中，如同本领域技术人员容易理解的那样，在不脱离所描述和要求保护的范围的条件下，该装置可以是被设置成将加压流体引入饮料中的任何装置。
但是，此后优选参照图1所示的装置，在所描述的构造中，该装置被设置成将蒸汽混入奶中，以便对奶进行加热和/或起泡。
在第一实施方式(图1、图2a、图2b、图3a)中，管道15包括与端部20连接或相连的端部构件或部件21。部件21被设置成例如使其纵向轴线与管道端部的轴线一致并且被配置成使得蒸汽与奶16以最优方式混合，如下面将详细描述的。
根据所述第一实施方式的变型，同一管道15的端部20可以被配置成形成部件(扩散器或混合器)21。
扩散器21在朝着管道15的端部20的方向上在第一区域(上游区域或区域A)具有横截面变窄部分31，在该处，蒸汽处于高压并具有低动能，这种变窄部分例如通过多个第一通孔32获得，第一通孔32的入口与区域A相应地定位。这种多个第一通孔32具有小于管道的横截面尺寸的总体横截面尺寸并且被设置成形成变窄部分31，因而产生通过多个文丘里管获得的文丘里效应，如同本领域技术人员容易理解的那样。
高压和低动能区域A优选地终止于锥形部分，但是本领域技术人员容易理解的是，在不脱离描述和要求保护的范围的条件下，这种区域也可以具有其它横截面形状。
多个第一通孔32在待加热的奶16的方向上在第二区域(下游区域或区域B)具有相应的下游出口。
区域B优选地具有横截面变宽部分33，该变宽部分33例如具有截锥形形状，且在该变宽部分33处、尤其是在每个通孔的出口附近(区域B1)，由于文丘里效应，蒸汽保持低压和高动能。
根据第一实施方式，多个第一通孔(第一孔)32中的孔优选地具有圆柱形形状并且沿着具有给定半径的第一圆周设置。
更优选的是，第一孔32被设置成以相对于纵向轴线0度至45度 的角度引导蒸汽。还更优选的是，第一孔32被定向成从纵向轴线发散并且以大于0度的角度扩散蒸汽。
根据第一实施方式，变宽部分33具有从管道15伸出的外边缘部35并且在外边沿35a和基底35b之间具有多个第二通孔34，例如沿着其半径比第一圆周的半径大的第二圆周设置的具有圆柱形形状的孔。多个第二通孔(第二孔)34中的这种孔被设置成使得位于第一孔32的出口附近且在变宽部分33内部的区域B1-B与位于扩散器21和管道15外部的第三区域(外部区域或区域C)连通，并且引导奶从区域C(至第二孔的入口)流到区域B1-B(自第二孔的出口)，在该处蒸汽具有低压强和高动能。
优选的是，多个第二通孔(第二孔)34中的孔被设置成引导奶以相对于纵向轴线成90度至135度的角度流动。更优选的是，第二孔34被定向成与第一孔成大约90度角。
根据第一实施方式所描述的结构具有由一圈第二通孔围绕的一圈第一通孔，其允许最优化奶的机械运动并由此允许最优化蒸汽混入奶，如下面将要详细描述的那样。
根据扩散器21的第二实施方式，如图3b所示，第一孔32的出口与第二孔34的出口的相应地定位，使得低压强和高动能区域B1和B基本一致并且允许最优化奶的机械运动。
根据扩散器21的第三实施方式，如图4所示，第一孔32(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)相对于扩散器21的纵向轴线垂直且径向地设置，第二孔34(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)相对于扩散器的纵向轴线基本平行且位于第一孔32上游地设置。
仅就所关心的蒸汽混入奶而言，这种实施方式使得能够获得与第一实施方式的效果基本等同的效果。
根据扩散器21的第四实施方式，如图5所示，第一孔32(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)例如相对于扩散器的纵向轴线平行地设置，第二孔34(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)相对于扩散器的纵向轴线基本垂直且径向地设置。
仅就所关心的蒸汽混入奶而言，这种实施方式使得能够获得与第一实施方式的效果基本等同的效果。
根据扩散器21的第五实施方式，如图6所示，第一孔32(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)相对于扩散器21的纵向轴线垂直且径向地设置，第二孔32(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)相对于扩散器的纵向轴线基本平行且位于第一孔32下游地设置。
在这种实施方式中，待混合的奶从罐18(图1、图6)的底部被抽吸，但是仅就所关心的蒸汽混入奶而言，这种实施方式能够获得与第一实施方式的效果基本等同的效果。
根据扩散器21的另一实施方式，如图7所示，第一孔32(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)沿着第一圆周设置，第二孔(例如具有圆柱形形状和圆形横截面的孔)沿着其半径小于第一圆周的半径的第二圆周设置。
根据这种实施方式，奶在扩散器外部混合并且从同一扩散器的中央区域抽吸。
该装置和扩散器的操作如下。作为例子，参考第一实施方式以及与咖啡机相连的装置。
由煮器11产生的加压蒸汽(图1、图2a、图2b、图3a)被传输到管道15，并且在管道15的端部20处，加压蒸汽到达被设置成将蒸汽混合奶中的扩散器21。
更具体地，扩散器21被设置成造成蒸汽在管道15的端部20处的例如图3a中虚线箭头所示的如下流体动力学行为：
-在管道15的端部20处，即，在区域A中，蒸汽处于高压强和低速度(高压强、低动能)；
-在第一孔32的出口附近，或换言之，在区域B1中，由于形成多个文丘里管的第一孔32的作用，蒸汽具有减小的压强和高速度(低压强、高动能)。因此，在第一孔32的出口附近的变宽部分33处，由于蒸汽的高速度产生的压强降低导致奶从区域C(扩散器21外部的区域)通过多个第二通孔34被抽吸入变宽部分33。
总而言之，由于所述结构，充分利用了通过多个第一通孔32产生的文丘里效应，以通过多个第二通孔34移动奶，使得在区域B1-B中蒸汽将其全部动能传递给蒸汽管道15的端部20周围的奶。
在不同的实施方式中，已经将多个第一通孔32和多个第二通孔34中的孔分别描述和显示为具有圆柱形形状和圆形横截面的通孔，但是，如同本领域技术人员容易理解的那样，在不脱离所描述和要求保护的范围的条件下，孔也可以具有其它形状和截面。
而且，已经将多个第一通孔32和多个第二通孔34中的孔分别描述和显示为沿着圆周设置，但是如同本领域技术人员容易理解的那样，孔的设置甚至可以与所公开的那些不同，即使在任何情形中，多个第一孔和多个第二孔优选地相对于例如对称轴线同中心地设置，对称轴线优选地与管道15的纵向轴线一致。
与现有技术装置不同，所描述和显示的扩散器或根据可能的变型实施方式制成的扩散器可充分利用通过区域A下游的蒸汽出口区域B1自发产生的文丘里效应，并且将奶从区域C直接输送到区域B1-B，由此确保将动能从蒸汽更有效地传递给奶或其它饮料。
如同本领域技术人员容易理解的那样，在其它实施方式中蒸汽可由空气或其它流体替代，或其可包括以已知方式从外部抽吸的空气。
当然，在不脱离由权利要求限定的本发明范围的条件下，可以就尺寸、形状、材料、部件和连接装置以及所示出的结构和操作方法对所描述内容进行明显改变和/或变型。
Claims (19)
1.一种能够与被设置成将待混合的加压流体供入饮料中的管道相连的部件，所述部件(21)包括用于所述流体的文丘里管，所述文丘里管具有处于高压强和低动能的上游第一区域(A)以及处于低压强和高动能的下游第二区域(B1-B)，其特征在于：
多个第一通孔(32)，所述多个第一通孔被设置成形成所述文丘里管并且使得所述第一区域(A)与所述第二区域(B1-B)连通；
多个第二通孔(34)，所述多个第二通孔被朝着所述第二区域(B1-B)设置。
2.如权利要求1所述的部件，其特征在于，所述多个第一通孔(32)中的孔沿着第一圆周设置，并且所述多个第二通孔(34)中的孔沿着第二圆周设置。
3.如权利要求2所述的部件，其特征在于，所述多个第二通孔(34)中的孔沿着位于所述第一圆周外侧的第二圆周设置。
4.如权利要求2所述的部件，其特征在于，所述多个第二通孔(34)中的孔沿着位于所述第一圆周内侧的第二圆周设置。
5.如权利要求1所述的部件，其特征在于，所述多个第一通孔(32)和/或所述多个第二通孔(34)中的孔具有圆柱形形状。
6.如权利要求2所述的部件，其特征在于，所述多个第一通孔(32)和/或所述多个第二通孔(34)中的孔具有圆柱形形状。
7.如权利要求3所述的部件，其特征在于，所述多个第一通孔(32)和/或所述多个第二通孔(34)中的孔具有圆柱形形状。
8.如权利要求4所述的部件，其特征在于，所述多个第一通孔(32)和/或所述多个第二通孔(34)中的孔具有圆柱形形状。
9.如权利要求1所述的部件，其特征在于，所述多个第二通孔(34)中的孔被设置成相对于所述多个第一通孔(32)中的孔成大约90度的角度。
10.如权利要求2所述的部件，其特征在于，所述多个第二通孔(34)中的孔被设置成相对于所述多个第一通孔(32)中的孔成大约90度的角度。
11.如权利要求1至10中任一项所述的部件，其特征在于，所述部件具有给定的纵向轴线，并且所述多个第一通孔(32)中的孔被设置成相对于所述纵向轴线成0度至45度的角度，所述多个第二通孔(34)中的孔被设置成相对于所述纵向轴线成90度至135度的角度。
12.一种用于将流体混入饮料中的装置，所述装置包括被设置成将所述流体供入所述饮料中的管道(15)，其特征在于，所述装置包括与所述管道相连的如权利要求1至11中任一项所述的部件(21)。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述流体为加压蒸汽。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述流体为加压空气。
15.一种用于将流体混入饮料中的方法，所述方法通过被设置成在一个端部(20)处将流体供入饮料中的管道(15)将流体混入饮料中，所述方法包括如下步骤：
形成文丘里管，所述文丘里管具有处于高压强和低动能的上游第一区域(A)以及相对于所述第一区域处于低压强和高动能的下游第二区域(B1-B)，所述文丘里管通过多个第一通孔(32)形成；
通过朝着所述第二区域(B1-B)设置的多个第二通孔(34)形成第三区域(C)；以及
借助在所述第二区域(B1-B)中的低压强将饮料从所述第三区域(C)传输到所述第二区域(B1-B)，以便将流体混入所述饮料。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述形成文丘里管的步骤包括沿着第一圆周设置所述多个第一通孔(32)，并且所述形成第三区域(C)的步骤包括沿着位于所述第一圆周外侧的第二圆周设置所述多个第二通孔(34)。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述形成文丘里管的步骤包括沿着第一圆周设置所述多个第一通孔(32)，并且所述形成第三区域(C)的步骤包括沿着位于所述第一圆周内侧的第二圆周设置所述多个第二通孔(34)。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述形成第三区域(C)的步骤包括将所述多个第二通孔(34)中的孔设置成相对于所述多个第一通孔(32)中的孔成大约90度的角度。
19.如权利要求15至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述形成所述多个第一通孔(32)和所述多个第二通孔(34)的步骤包括将所述多个第一通孔(32)中的孔设置成相对于所述管道的所述端部的纵向轴线成0度至45度的角度，并将所述多个第二通孔(34)中的孔设置成相对于所述管道的所述端部的纵向轴线成90度至135度的角度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Italy parabiago Applicant after: Rancilio Macchine Caffe Address before: Italy parabiago Applicant before: Rancilio Machine Per Caffe's S. P. A. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: RANCILIO MACHINE PER CAFFE S S.P.A. TO: RANCILIO MACCHINE CAFFE |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |