CN102740748A - 用于加热液体并使液体起泡沫的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于加热诸如牛奶之类的液体并使该液体起泡沫的设备（2）包括用于生成被用来加热液体的蒸汽的装置（32），以及用于使液体起泡沫的空气的进气口（27）。不同于在常规设备中，进气口（27）被布置在蒸汽生成装置（32）中，使得有可能将空气直接供应到蒸汽生成装置（32）中，即通过进气口（27），并且有可能实现蒸汽和空气的组合流，这非常适合用在要执行的加热和起泡沫过程中。因此，除了到用于供应液体的供应线（10）的连接之外，作为设备（2）的一部分的加热/起泡沫单元（40）仅需要具有到供应线（60）的一个连接。

Description

用于加热液体并使液体起泡沫的设备

技术领域

本发明涉及用于加热液体并使该液体起泡沫的设备，其包括用于生成被用来加热液体的蒸汽的装置，其中该蒸汽生成装置包括具有要被变换成蒸汽的水的入口的加热空间，并且该设备进一步包括要被用于使液体起泡沫的空气的进气口。

而且，本发明涉及用于制备饮料的设备和如前所述的用于加热液体并使该液体起泡沫的设备的组装件，该用于制备饮料的设备包括用于接收和容纳一定量饮料提取物的可关闭且可打开的空间、用于向该空间供应液体的装置、以及用于将饮料从该空间运输到该设备的出口的装置。

背景技术

用于加热液体并使该液体起泡沫的设备是众所周知的。要被加热和起泡沫的液体的实际示例是牛奶。在许多情况下，热牛奶泡沫被用在制备诸如拿铁玛奇朵和卡布奇诺之类的咖啡饮料的领域中。

一般地，已知使用所谓的蒸汽管以用于在一定量的牛奶中产生泡沫以及在该过程中加热牛奶的目的，这是手动操作的。使用蒸汽管的缺点在于，需要在牛奶中收集（trap）刚好正确数量的空气的技术。一种在牛奶中收集空气的方式是将蒸汽管的尖端刚好保持在牛奶的表面下，这不是非常容易做到的。

为了免除与蒸汽管的使用相关联的困难，已经开发了用于自动执行使牛奶起泡沫并加热牛奶的功能的方法和设备。特别地，除了蒸汽的供应之外，还实现了空气的单独供应。

EP1776905公开了一种用于加热和搅打牛奶的方法，以及用于实施该方法、特别是用于在咖啡机中制备卡布奇诺的设备。在已知的设备中，对牛奶的加热和搅打通过由产生水蒸汽的蒸煮器（boiler）来分配的蒸汽流和由相关联的压缩机分配的压缩空气流的组合的动作来实施。该蒸汽和空气借助管而被运输到包含牛奶的壶。用于运输蒸汽的管和用于运输空气的管二者都连接到引导管，其具有开口端并且用于将蒸汽和压缩空气的射流通过其开口端从如前所述的两个管引导至该壶中。

从EP1776905获悉的设备的缺点在于，需要相当广大的管系统。而且，用户必需注意当牛奶准备好时立即从该设备中移除具有起泡沫的牛奶的壶。如果用户允许该壶在蒸汽加工结束之后保持在原位，则存在发生被称为逆流的现象的机会，所述逆流意指在蒸煮器中普遍存在的压力不足的影响下，牛奶从壶中被抽吸到蒸煮器中。

EP2070455公开了另一种类型的牛奶起泡沫设备。除了别的之外，该设备包括加热/起泡沫单元和用于向该单元供应牛奶、空气和蒸汽的供应线。在该设备的操作期间，发生牛奶、空气和蒸汽向加热/起泡沫单元的实际供应，其中这些流体在该单元内得到混合，从而获得热的起泡沫的牛奶。在空气供应线中布置了气泵，基于此，有可能对空气供应的特征进行精确控制。从EP2070455获悉的设备的缺点在于，如从EP1776905获悉的方法情况那样，存在逆流的机会。另一个缺点在于，鉴于清洗的目的，空气供应线和蒸汽供应线二者都需要是可从加热/起泡沫单元拆卸的。为此，在该设备中需要存在两个连接器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于加热诸如牛奶之类的液体并使该液体起泡沫的新类型的设备，该设备容易操作并且不具有如上文关于已知设备所述的缺点。该目的是通过如先前所述的包括蒸汽生成装置和进气口的设备实现的，其中该进气口被布置在蒸汽生成装置的加热空间中，并且其中装置被提供用于将空气通过进气口泵吸到蒸汽生成装置的加热空间中。

当应用本发明时，空气通过提供通向如所述的空间的入口的进气口而被直接供应给蒸汽生成装置的加热空间，因此，实现了蒸汽和空气的混合物离开蒸汽生成装置。在蒸汽管的情境下，这意味着蒸汽管的使用不再需要特别的起泡沫技术，因为蒸汽和空气的混合物被简单地泵吸到要被起泡沫的液体中，其中不需要对蒸汽管进行特定的处理。在用于自动执行液体起泡沫过程的设备的情境下，这意味着不需要用于将空气从进气口运输到液体的管。基于这个事实，管系统可能是较不复杂的。同样，在包括于其中混合液体、蒸汽和空气的单元的设备（比如从EP2070455获悉的设备）中，不再需要两个连接器，因为不再存在单独的空气供应线。取而代之，空气和蒸汽的供应在单个供应线中被组合。而且，非常有可能避免逆流，特别地因为装置被用于通过执行泵吸动作而将空气供应给蒸汽生成装置的加热空间。事实是，泵吸装置可以在蒸汽加工结束之后预定的时间段内被激活，从而防止蒸汽生成器中的压力不足。

优选地，用于将空气直接泵吸到蒸汽生成器的加热空间中的装置包括电泵。这种类型的泵允许精确控制空气供应。

根据本发明的设备可以进一步包括用于控制泵吸装置的操作的装置以及连接到该控制装置的用户接口。当这样的控制装置和用户接口存在时，可以依据由用户提供的输入来控制泵吸装置的操作。例如，用户可以被给予加热液体并使该液体起泡沫或者仅加热液体的选择。以此方式，可以仅仅利用按钮的一次推动来制作良好的配方（recipe）。

当如所述的控制装置存在于所述设备中时，这些装置可以适于在设备的操作循环中蒸汽生成装置的去激活之后预定时间段内实现泵吸装置的激活状态。如上文已经提及，有可能以此方式避免逆流。

在根据本发明的设备的实际实施例中，进气口位于蒸汽生成装置的入口侧，即其中存在要被变换成蒸汽的水的入口的侧。当空气被从另一侧泵吸到蒸汽生成器中时，存在蒸汽形成和蒸汽喷射过程被抵消的风险。

蒸汽生成装置可以包括除进气口之外的如本领域已知的热块，即可加热块，用于运输水的至少一个导管通过该块延伸。在这种情况下，导管的内部充当加热空间，在该加热空间中水到蒸汽的变换过程在操作期间发生。

当应用本发明时，在设备中具有在设备的操作期间从蒸汽生成装置延伸至在其中混合液体、蒸汽和空气的单元的单个线是实用的，其中该单个线用于运输蒸汽和空气二者。如所述的单元可以被设计成使得根据所谓的文丘里（venturi）原理运行。在这种情况下，该单元包括膨胀空间，而用于运输蒸汽和空气二者的线经由蒸汽限制构件（restriction）而直接在膨胀空间中结束。由于蒸汽限制构件和膨胀空间的连续布置的会聚-发散效应的缘故，蒸汽的压力能被转换成速度能，使得在单元的内部创建低压区。基于这种现象，液体可以被汲取到单元中。使用文丘里效应并借助蒸汽泵吸液体是非常有利的选项，原因是不需要用于泵吸液体的单独的泵，这节省了成本并且增添了设计的简化。为了完整，注意到当该选项被实现时，蒸汽不仅具有加热液体的功能，而且具有泵吸液体的功能。

本发明的上述和其他方面将根据下面对包括热块和气泵的设备的详细描述而清楚明白并且将参照该详细描述而被阐明，其中该泵被布置成使得将空气直接泵吸到热块中。

附图说明

现在将参照附图更详细地说明本发明，在附图中相同或相似的部分由相同的附图标记指示，并且在附图中：

图1概略地示出如从EP2070455中获悉的用于加热牛奶并使该牛奶起泡沫的设备的多个组件，并且图示了这些组件的配置；以及

图2概略地示出根据本发明的用于加热牛奶并使该牛奶起泡沫的设备的多个组件，并且图示了这些组件的配置。

具体实施方式

将在用于加热牛奶并使之起泡沫的设备的情境下说明本发明。应当强调，这并不意味着本发明限于该情境，因为本发明还涉及适合用于加热另一种类型的液体并使之起泡沫的设备。首先，将给出根据现有技术水平的设备（即从EP2070455中获悉的设备）的说明，并且其次，将阐明本发明的特征。

图1概略地示出如所述的用于加热牛奶并使之起泡沫的已知设备1的多个组件。设备1包括用于供应牛奶的供应线10和用于供应要在使牛奶起泡沫的过程中使用的空气的供应线20。而且，设备1包括用于供应蒸汽的供应线30，其中所有三个供应线10、20、30接合到加热/起泡沫单元40上。蒸汽供应的功能之一是加热起泡沫的牛奶，使得该设备1能够在针对在诸如咖啡之类的热饮的情境中牛奶的应用而言是方便的温度处放出牛奶。

设备1包括用于容纳要在加热/起泡沫单元40中被起泡沫的牛奶的牛奶储存器11。该牛奶储存器11通过限制构件12连接到加热/起泡沫单元40。

在空气供应线20中，布置了气泵21。在设备1的起泡沫操作期间向加热/起泡沫单元40供应的气流可以通过控制气泵21的操作来精确地控制。特别地，气泵21可以是电动泵，并且微控制器22和用户接口23的组合可以被提供用于控制供应给泵21的电力。各种泡沫质量可以简单地由设备1的用户设置，因为用于获得这些特定泡沫质量的过程的特征、特别是气泵21的操作的特征可以被预先确定并且存储在微控制器22的存储器24中，其中用户接口23包括用于对预先确定的选项之一寻址的按钮25或类似物。

为了生成蒸汽的目的，设备1包括用于容纳水的蓄水器31和用于将水加热至蒸汽的热块32，其中泵33被提供用于将来自蓄水器31的水通过布置在热块32中的入口34泵吸到热块32。与牛奶供应线10一样，蒸汽供应线30通过限制构件35连接到加热/起泡沫单元40。

在图1中，流体牛奶、空气、水、蒸汽和起泡沫的牛奶的流动方向借助箭头来指示。用于放出起泡沫且加热的牛奶的腔由附图标记50来指示。自然地，该腔50位于加热/起泡沫单元40的下游，在设备1的出口侧处。

设备1的操作涉及泵33的激活以用于将水从蓄水器31移动到热块32。热块32也被激活，并且水被加热到生成蒸汽的这样一种程度。该蒸汽通过蒸汽限制构件35进入加热/起泡沫单元40。

加热/起泡沫单元40被设计成使得根据所谓的文丘里原理运行。因此，加热/起泡沫单元40包括膨胀空间41。蒸汽供应线30直接在膨胀空间41中结束，并且由于蒸汽限制构件35和膨胀空间41的连续布置的会聚-发散效应的缘故，蒸汽的压力能被转换成速度能，从而在加热/起泡沫单元40内部创建低压区。基于这种现象，牛奶通过限制构件12而被汲取到加热/起泡沫单元40中并且被蒸汽输送（entrain）。基于气泵21的激活，空气被供应给加热/起泡沫单元40。牛奶、空气和蒸汽在加热/起泡沫单元40内得到混合，其中与空气的相互作用导致牛奶起泡沫，并且其中与蒸汽的相互作用导致牛奶加热。在前往设备1的出口侧的路上，在速度能转换回压力能的影响下，所获得的混合物被重新压缩。

概括起来，在设备1的操作期间，空气被泵吸到加热/起泡沫单元40中，并且在蒸汽供应的影响下，牛奶被吸入到加热/起泡沫单元40中，其中蒸汽被用于泵吸目的和加热目的二者。结果，获得了热的起泡沫牛奶，其被输送到出口腔50以供进一步使用。牛奶、空气和蒸汽的流动的特征由各种因素确定，包括用于供应牛奶和蒸汽的供应线10、30中的限制构件12、35的尺寸以及气泵21的操作的详情。所获得的泡沫的量和气泡尺寸主要由被泵吸到加热/起泡沫单元40中的空气的量确定。

在从EP2070455中获悉的设备1的实际实施例中，鉴于清洗的目的，空气供应线20和蒸汽供应线30二者是可从加热/起泡沫单元40拆卸的。因此，设备1装备有连接器26、36，其中一个连接器26位于加热/起泡沫单元40与空气供应线20之间，并且其中另一个连接器36位于加热/起泡沫单元40与蒸汽供应线30之间。

图2图示了根据本发明的设备2，其在很大程度上类似于已知设备1，除了气泵21的定位之外。在根据本发明的设备2中，气泵21被定位成使得将空气通过布置在热块32中的进气口27直接泵吸到热块32中。结果，省略了存在于已知设备1中的连接器26、36之一。特别地，不需要到加热/起泡沫单元40的空气连接，因为蒸汽连接已经存在。

将空气直接泵吸到热块32（即设备2的在其中通过加热水生成蒸汽的部分）中具有除了将连接器26、36的数量减少到1的事实之外的另一个优点，即防止牛奶流到蒸汽供应线30中。在蒸汽加工过程结束时，在热块32内部压力不足是普遍存在的，这可能导致发生如所述的牛奶的流动。然而，在本发明的情境中，气泵21与热块32之间的直接连接可以用于防止如所述的牛奶的流动。事实是，微控制器22可以被编程为使得刚好在热块32已被去激活之后气泵21处于激活的状态中。作为空气流入的结果，压力不足不会发生。

在已知设备1中，气泵21被用于防止牛奶流到用于向加热/起泡沫单元40供应空气的供应线20中。然而，就蒸汽供应线30而言，不存在预防措施。在根据本发明的设备2中，存在用于供应空气和蒸汽的组合供应线60，并且该线可以借助气泵21而保持免受牛奶的影响。除了可能被污染的牛奶供应线10之外，不存在其他供应线。

尽管根据本发明的设备2是一种用于加热液体并使该液体起泡沫的设备，但是例如有可能将设备2仅用于加热液体。用户接口23可以被设计成使得向用户提供在获得具有泡沫的饮料或没有泡沫的饮料之间的选择。在第一种情况下，在蒸汽加工过程期间操作气泵21，而在第二种情况下，不操作气泵21。

应当注意，根据本发明的设备2可以被用作单独的、孤立的设备，但是也可以是用于基于诸如饮料提取物和水之类的成分制作饮料的设备的一部分。根据本发明的设备2可以作为其一部分的饮料制作器的示例是咖啡机，特别是适合用于制作卡布奇诺、拿铁玛奇朵或任何其他类型的含有牛奶的咖啡的咖啡机。在任何情况下，由于饮料制作器是众所周知的，所以没有进一步说明根据本发明的设备2在与其组合地使用的方式。

本领域技术人员将会清楚，本发明的范围不限于上文中所讨论的示例，而是在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下对其的若干修改和修正是可能的。尽管已经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述仅被认为是说明性的或示例性，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。

本领域技术人员在实践所要求保护的发明时通过研究附图、说明书和所附权利要求能够理解并实现对所公开的实施例的改变。在权利要求中，词语“包括”不排除其他步骤或元件，并且不定冠词“一”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的起码事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制本发明的范围。

为了完整，应当注意，蒸汽生成装置可以是流通型的，如与上文所述的热块32的情况一样。这没有改变以下事实：蒸汽生成装置还可以包括蒸煮器或类似物，其中水在处于静止状态下时被加热。

本发明可以被概括如下。一种用于加热诸如牛奶之类的液体并使该液体起泡沫的设备2包括用于生成被用来加热液体的蒸汽的装置32，以及要被用于使液体起泡沫的空气的进气口27。不同于在常规设备1中，进气口27被布置在蒸汽生成装置32中，使得有可能将空气直接供应到蒸汽生成装置32中，即通过进气口27，并且有可能实现蒸汽和空气的组合流，这非常适合用在要执行的加热和起泡沫过程中。因此，除了到用于供应液体的供应线10的连接之外，作为设备2的一部分的加热/起泡沫单元40仅需要具有到供应线60的一个连接。而且，牛奶不希望的流到蒸汽生成装置32中可以始终被防止，因为可以借助空气的直接流入使蒸汽生成装置32内部普遍存在的压力保持在适当水平。

Claims (9)

1. 用于加热液体并使该液体起泡沫的设备（2），包括：

- 用于生成被用来加热液体的蒸汽的装置（32），其中该蒸汽生成装置（32）包括具有要被变换成蒸汽的水的入口（34）的加热空间，

- 用于使液体起泡沫的空气的进气口（27），其中该进气口（27）被布置在蒸汽生成装置（32）的加热空间中，以及

- 用于将空气通过进气口（27）泵吸到蒸汽生成装置（32）的加热空间中的装置（21）。

2. 根据权利要求1的设备（2），其中泵吸装置（21）包括电泵。

3. 根据权利要求1的设备（2），进一步包括用于控制泵吸装置（21）的操作的装置（22），以及连接到该控制装置（22）的用户接口（23）。

4. 根据权利要求1的设备（2），进一步包括用于控制泵吸装置（21）的操作的装置（22），其中适于在设备（2）的操作循环中蒸汽生成装置（32）的去激活之后的预定时间段内实现泵吸装置（21）的激活状态。

5. 根据权利要求1的设备（2），其中进气口（27）位于蒸汽生成装置（32）的入口侧，即在其中存在要被变换成蒸汽的水的入口（34）的侧。

6. 根据权利要求1的设备（2），其中蒸汽生成装置（32）包括热块，即可加热的块，用于运输水的至少一个导管通过该热块延伸。

7. 根据权利要求1的设备（2），包括从蒸汽生成装置（32）延伸到在其中在设备（2）的操作期间混合液体、蒸汽和空气的单元（40）的单个线（60），其中该单个线（60）用于运输蒸汽和空气二者。

8. 根据权利要求7的设备（2），其中单元（40）被设计成使得根据文丘里原理运行并且包括膨胀空间（41），并且其中用于运输蒸汽和空气二者的线（60）经由蒸汽限制构件（35）而直接在膨胀空间（41）中结束。

9. 用于制备饮料的设备和根据权利要求1的用于加热液体并使该液体起泡沫的设备（2）的组装件，该用于制备饮料的设备包括用于接收和容纳一定量饮料提取物的可关闭且可打开的空间、用于向该空间供应液体的装置、以及用于将饮料从该空间运输到该设备的出口的装置。

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