CN103826511A - 热饮料生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种饮料生产装置(2)，包括：设计成使液体与饮料配料(14)相互作用的饮料生产腔室(1)；用于泵送液体的泵(2)；用于加热被泵送液体的加热器(3)，其中所述加热器包括：具有用于引入所述液体的入口(32)和用于排出所述液体的出口(33)的腔室(31)，容纳在所述腔室内的加热体(34)，其特征在于：所述液体出口(33)布置在所述加热器腔室的顶侧(31a)，并且所述加热器腔室包括用于排出空气的出口(35)，所述空气出口相对于水平面布置在高于所述液体出口(33)的位置处。

Description

热饮料生产装置

技术领域

本发明涉及一种用于由饮料配料和热水来制备饮料的饮料生产装置。更具体地，本发明涉及一种这样的装置，其中水被加热并安排成在饮料生产腔室内与饮料配料相互作用，饮料配料尤其是以预先分份的形式容纳在封闭胶囊中。

背景技术

特别是在生产茶、咖啡或咖啡类饮料的领域中，用于通过将例如加压流体注入胶囊来制备饮料的装置是众所周知的。另外，其它物质诸如巧克力或奶制品能够被提取或溶解以形成饮料。这种系统的优点尤其在于配料的保存和新鲜性，以及当制备饮料时有利于操作的可能性。

应理解，例如在胶囊内液体和配料之间的相互作用可以是例如溶解、提取、冲泡或任何其它相互作用，以便通过胶囊内提供的配料制备饮料。这种胶囊还从专利文献WO2007/042414A1和WO2008/025730A1获知，并且主要包括由壳体或罩体和过滤机构限定的包封壳。

例如，当在这种装置中制备茶时，由于在被输送至胶囊的液体(例如，水)中存在空气，因此会出现问题。空气主要来自通过加热器执行的对水的加热，加热器被设置在用于将液体供应到装置的饮料生产腔室的供应机构中。一旦液体(水)温度达到约70℃，就开始出现空气或气泡。空气因此随着液体被引入胶囊中，但是趋向于不穿过被布置在上述胶囊内部的过滤机构(通常为纸过滤器)。由于在低压水流中，例如制备茶时呈现的低压水流中，不存在对水和待冲泡产品(饮料配料如粉末)的大量搅拌，气泡能与液体分离，缓慢上升至饮料生产腔室，例如像胶囊的顶部，并留在胶囊内部的过滤器处。只要水被注入胶囊内部，它们的体积就变大。然而，该体积能够变得大到以至于例如茶叶不再能适当地浸入液体(水)内部，并且茶因此不能被充分提取。

将空气从流体系统消除还具有改进泵的启动的优点。

WO2009/135899提出了一种该问题的解决方案，包括处理从加热器流出的热水，和在将热水引入胶囊之前将空气留在空气分离装置中。空气分离装置由迷宫结构组成，其中热水的动能被破坏以使空气从水中分离。

虽然这种解决方案是有效的，但这种空气分离装置具有一定的成本，并增加了成品饮料机的成本。此外，这种空气分离装置还增大了机器的尺寸。

因此，对成本较低的用于从热水中排出空气的替代方案存在需求。

发明内容

本发明涉及一种饮料生产装置，包括：

–设计成使液体与饮料配料相互作用的饮料生产腔室，

–用于泵送液体的泵，

–用于加热泵送液体的加热器，其中该加热器包括：

·具有用于引入液体的入口和用于排出液体的出口的腔室，

·容纳在该腔室中的加热体，

且其中：

–该液体出口布置在加热器腔室的顶侧或附近，和

–加热器腔室包括用于排出空气的出口，所述空气出口布置相对于水平面高于液体出口的位置处。

饮料生产装置包括泵，该泵通常从液体源如水箱泵送冷液体优选冷水。该泵将泵送的水提供给用于加热液体的加热器。

加热器包括腔室，流体被引入该腔室中进行加热。该腔室包括用于引入冷泵送液体的入口。该腔室包括用于排出热泵送液体的出口。液体出口直接或间接地连接至饮料生产腔室。根据本发明，液体出口布置在加热器腔室的顶侧或附近。优选地，出口基本布置在加热器腔室顶侧的外周上。该入口可布置在该腔室的任何部分中。优选地，加热器腔室的空气出口和液体出口充分隔开，使得空气不能被经过水出口的水流吸取。

根据本发明，加热器还包括用于排出空气的出口。该空气出口能够被连接至废气隔室或通气机构。空气出口在相对于水平面高于液体出口的位置布置在加热器腔室中。由于泵送液体中含有的空气比液体(例如，水)轻，所述空气因此上升至腔室的上部，空气能够容易地从腔室中排出，同时液体能够通过布置在较低位置处的液体出口排空。因此防止空气被引入液体出口并发送到饮料生产腔室。最优选地是，空气出口布置在该腔室的最高竖直点处。

根据第一实施例，加热器腔室倾斜成使空气出口处于相对于水平面高于液体出口的位置。优选地，加热器腔室倾斜成当加热器腔室被固定在饮料生产装置中时使空气出口处于加热器腔室的最高位置或附近。加热器腔室可倾斜成使其纵向轴线与竖直轴线成至少1°，优选至少5°，甚至更优选5°至20°的角度。一般，加热器腔室具有大致圆筒体形状。通常，空气出口和液体出口位于该腔室的同一侧，优选位于同一侧。

根据第二实施例，该腔室具有大致圆筒体形状，该圆筒体至少在其上基部被截顶，并且空气出口设置在该腔室圆筒体的截顶的上基部上。该圆筒体优选如此设置在机器中，使得其纵向轴线是竖直的。加热器腔室圆筒体可由这样的平面截顶，其中该平面与垂直于该腔室纵向轴线的平面成角度α，该角度α为至少1°，优选至少5°，甚至更优选为5°至20°。

两个上述优选实施例的优点在于，经加热液体的所有气泡都自动向上流动并汇聚至一点，该点为该腔室的最高点，该最高点可以为该腔室的两个壁之间的拐角。

液体在该腔室中的驻留时间优选足够长，以能够同时加热冷液体和将空气从液体分离。该驻留时间能够由加热器腔室中液体路径的长度来控制，因此加热器腔室的液体入口和液体出口通常被设置在该腔室的相对部分处，优选处于该腔室的相对侧中。根据一个优选实施例，液体入口设置在加热器腔室的底部。通常，加热器如此设置在饮料生产装置中，使其具有顶侧和底侧，并且液体入口位于加热器腔室的底侧，和液体出口位于加热器腔室的顶侧。液体的驻留时间也可由加热器腔室的内部体积的大小控制。该驻留时间也可由进入该腔室的液体的流量值来控制。

加热体容纳在该腔室中，以便接触泵送液体和将其热量传递给液体。通常，加热体是电阻元件，优选呈嵌入热传导基质中的螺旋形式。根据一个优选实施例，加热体具有螺旋线形状，并且加热器腔室沿其中心轴线是空心的，以便形成其中安装该螺旋线的环形空间。

优选地，使用加热器的方法被配置成不产生蒸汽，而是仅使热水具有至多90℃的温度。

优选地，加热器腔室的液体出口连接至液体阀，并且加热器腔室的空气出口设有空气阀。通过该液体阀，能够将打开阀的压力值设置为将液体供应给饮料生产腔室并用于饮料生产所需的液体压力。该阀可直接布置在加热器腔室的出口处，或者布置在靠近饮料生产腔室的下游处。通过空气阀，能够实现对液体充分除气，而不会有任何液体从该阀泄露。优选地，打开液体阀的压力值高于用于打开空气阀的压力值。于是可以在液体从加热器腔室排空之前，已经完成除气。因此，降低了被分离的空气再次与无空气液体混合的可能性，因此供应给饮料生产腔室的液体仅含有最小量的空气或其它气体。用于打开第一阀的压力值可以为为至少0.2巴，优选至少0.4巴。因而，液体在适于饮料生产的合适压力下供应给饮料生产腔室。

根据本发明的另一优选方面，加热器设有温度传感器。所述温度传感器可布置在加热器腔室出口管附近或中。于是流出液体加热器的液体温度能够通过传感器直接测得：传感器被浸没在液体流中。优选地，该腔室的加热体可操作地连接至温度传感器。泵也能够可操作地连接至温度传感器：可操作连接是仅当温度传感器指示加热器腔室的出口处的液体温度达到制备饮料的温度设定时才启动所述泵。

本发明还涉及一种加热器的特殊实施例，其中：

–空气出口设有空气阀，

–加热器设有温度传感器，

–加热体具有螺旋线形状，并且加热器腔室沿其中心轴线为空心，以便形成适于安装该螺旋线形状的(加热体)的环形空间，并且

其中所述加热器包括公共支架，用于将出口连接器附接至饮料生产腔室，将空气阀和温度传感器附接至加热器腔室。

本发明装置的饮料生产腔室通常为冲泡腔室，其配置成适于接收可泡制食品配料和热水。在冲泡过程中，热水从冲泡物质泡制和提取味道。冲泡腔室可包含过滤机构，以允许饮料从被泡制的食品配料和水混合物中排出。冲泡腔室可配置成密闭密封，以在压力下接收和保持稀释剂，并保持可泡制食品配料。可泡制食品配料能够为经烘烤和研磨的咖啡、茶叶、香草、草药以及其它物质。该食品配料优选为茶叶。根据一个优选实施例，饮料生产腔室配置成适于接收含饮料配料的胶囊，该胶囊包括包封壳和过滤壁，过滤壁为竖直取向。

在本申请中，术语“顶部”和“底部”、“上部”和“下部”用来描述本发明的特征的相关定位。这些术语应当理解为指的是被插入饮料生产装置时加热器处于正常取向，例如图1-4中所示。

附图说明

参考下列附图，将更好地理解本发明的特征和优点，其中：

图1是根据本发明的饮料分配器的流体系统的示意图，

图2是根据本发明的另一种饮料分配器的流体系统的示意图，

图3是被配置成在根据本发明的饮料生产装置中使用的加热器的竖向截面图，

图4是图3中加热器的透视图，

图5是图4中加热器支架的透视图，

图6是图5中的支架和加热器的其它元件的组件的透视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的饮料生产装置的一个优选实施例，其包括饮料生产腔室1，注入构件9优选为针将热液体引入该生产腔室。所述实施例的饮料生产装置12还包括储液器7诸如水箱、液体泵2、加热器3和连接这些不同装置的液体供应管线。饮料生产装置1还包括控制器8，以控制如本领域已知的饮料制备循环。泵2从储液器7泵送液体并通过位于该腔室的底侧31b处的入口32将液体引入加热器3的腔室31。加热器腔室包括加热器主体34，其为呈螺旋形状的电阻元件。但本发明不限于这种形式的加热体，可以使用其它形状。电阻元件通过被布置在加热体每个末端的电供应线34a、34b连接至电源。该腔室包括位于连接至饮料生产装置1的其顶侧31a处的液体出口33。该腔室还包括位于其顶侧31a处的空气出口35。加热器定向成使空气出口35布置成相对于水平高于液体出口33。这种取向通过在饮料生产装置中倾斜沸腾器，使得沸腾器的纵向轴线XX'与竖直轴线的成角度α来获得。纵向轴线对应于穿过加热器腔室底侧和加热器腔室顶侧的轴线。在实践中，沸腾器的特殊取向如此获得，即通过借助于配置成适于获得这种特殊取向的支承元件10将加热器3固定至饮料生产装置的壳体11获得。例如，支承元件可以为支架10，其具有附接至饮料生产装置12的壳体11的一部分，和附接至加热器3的主体的另一部分，这两部分相对于彼此定向成使加热器倾斜，并且将空气出口布置在高于液体出口的位置处。

液体出口33设有第一阀4。该阀可以为在该饮料生产装置中使用的任何已知的阀类型，例如止回阀。所述阀优选设计成使其在预定阈值压力值下打开。用于打开第一阀4的所述阈值压力值可以为例如至少0.2巴，更优选为至少0.4巴。因此，液体在适于饮料生产的合适压力下供应给饮料生产腔室1。

空气出口35设有第二阀5，用于将空气从加热器腔室输送到废气隔室和/或通气机构。应注意，术语“空气”基本上适用于任何类型的气体，并不限于空气。第二阀5设计成，当在阀的前面存在空气时保持打开，但在液体出现的情况下阀5立即闭合。这种类型的阀在现有技术(参见WO02/088580A1)中是公知的，并且提供充分除气，而没有任何液体通过该阀泄露。在本发明的一个优选实施例中，用于打开第一阀4的压力值大于用于打开第二阀5的压力值，从而在液体从腔室5排出之前，已经实现除气。因此，降低了被分离的空气再次与无空气液体混合的可能性，因而正被供应给饮料生产腔室1的液体含有最少量的空气。

该阀还具有这样的优点，即当首次使用时，使得饮料生产装置的泵能够启动，或者如果水箱突然变空使泵不启动。泵和流体管中的空气通过该阀排空。

加热器腔室出口33处的液体温度由控制单元通过被布置在液体出口处的温度传感器6监控：控制单元相应地产生加热器主体指令36。温度传感器也可操作地连接至泵：一旦温度足以生产饮料，控制器则启动泵，使热液体流入腔室出口：腔室出口中的压力升高，直到达到第一阀4的打开压力，并且该阀打开。

优选地，该腔室具有足以缓冲进入其中的液体流的内部体积。因此，可能降低液体流速，使空气或气体不由于液体的速度夹带在液体内部，并且空气可因此上升，以便从空气出口排出，并实现空气与被加热液体的分离。

饮料生产腔室1构造成适于接收包含饮料配料14的胶囊13。该腔室1可包括用于装卸胶囊的装卸构件。胶囊主要包括包封壳131，其包含饮料配料14，诸如茶叶等等。优选地，包封壳131由杯形壳体和过滤壁132划界。饮料生产腔室1优选配置成适于保持胶囊处于竖直取向，如图所示，这与过滤器132一样为竖直取向。胶囊能够由与过滤壁重叠的密封壁133封闭。密封壁133优选在溢流位置可设有饮料出口134，或者该腔室可设有穿刺元件，用于在密封壁中优选处于包封壳131的溢流位置处开设出口134，。由于从加热器中的液体中消除了空气或气体，因此空气不进入胶囊，并避免了气泡滞留在靠近出口134的胶囊的上部中，避免不良饮料制备。尽管上面进行了描述，但是胶囊20不限于任何尺寸或设计，并且也可使用任何其它已知的饮料配料储存机构，或者饮料生产腔室还包括过滤元件，通过用加热的液体，优选为加热的低压液体提取饮料配料来制备饮料。在下文中，液体代表用在饮料生产装置中的所有种类的液体，诸如水。

图2示出本发明的饮料生产机器的另一实施例。与图1的机器的差别仅在于，加热器腔室为圆筒体，其具有被截顶的上基部31a。加热器腔室圆筒体被定位成其纵向轴线XX'在机器中竖直定向，并且截顶的上基部31a所在的平面P与垂直于纵向轴线XX'的平面成角度α，该垂直于纵向轴线的平面在在图2中为水平平面。该角度关于水平面为至少1°，优选至少5°，并且甚至更优选为5°至20°。空气出口35定位在截顶上基部31a的最高位置处。

图3示出能够根据本发明使用的加热器的竖向截面图。对于和图1和图2中相同的部分，使用相同的附图标记。加热器腔室包括加热体34，其为呈螺旋线形的电阻元件。加热器腔室31沿其中心轴线中是空心的，以便形成其中安装螺旋线形加热体的环形空间。加热器腔室31通过上空心部分31a和下空心部分31b形成空心。

在该腔室的液体出口33处，温度传感器6在水被输送出加热器之前检测水的温度。该腔室还包括在其顶侧31a处的空气出口35。空气出口35设有第二阀5，用于从加热器腔室输送空气。帽351实现到下游空气管的连接。

为了在第二阀5制造期间快速连接，温度传感器6可通过公共支架14附接至加热器腔室。所述支架能够可设有三个孔：其中可安装空气阀5的第一孔14a，其中可安装温度传感器6的第二孔14b，和用于例如通过螺钉16将支架14附接到腔室31的第三孔14c。

图4是从上部观察的图3的加热器的透视图，以便示出支架14与加热器腔室31、空气阀5、温度传感器6和到饮料生产腔室的热液体连接器/连接端331的相互关系。在图3-6的特定实施例中，热液体连接器331是支架14的一部分。该连接器将水从室出口33引导至流体系统的其余部分。如图1和2所示，第一阀可被布置在所述连接器的刚好下游。

图5是支架14的透视图，以能够识别其分别用于引入温度传感器、空气阀和附接至加热器腔室的螺钉的不同的孔14b、14a、14c。

图6是支架14的透视图，其中温度传感器6布置在孔14b内，空气阀5布置在孔14c内，帽51覆盖所述阀，并且能实现与下游管的连接。应当认识到，在制造期间，这些不同的元件能够被首先附接在一起，然后这些元件的组件通过螺钉16能够容易地固定至加热器腔室。

本发明的装置具有结合在单个加热器内部的液体加热和空气排出功能的优点。因此，在饮料生产装置内部节省了空间，并且生产成本较低。

附图标记列表

1    饮料生产腔室

2    泵

3    加热器

31   加热器腔室

31a  加热器腔室顶侧

31b  加热器腔室底侧

32   加热器液体入口

33   加热器液体出口

331  液体出口连接端

34   加热体

35   加热器空气出口

36   加热器指令

4、5 阀

6    温度传感器

7    水箱

8    控制器

9    针

10   支承元件

11   壳体

12   饮料生产装置

13   胶囊

131  胶囊包封壳

132  过滤壁

133  密封壁

134  饮料出口

14   支架

14a、14b、14c 支架孔

15a、15b 加热器腔室的空心部分

16   螺钉

Claims (15)

1.一种饮料生产装置(12)，包括：

-设计成使液体与饮料配料(14)相互作用的饮料生产腔室(1)；

-用于泵送液体的泵(2)；

-用于加热被泵送液体的加热器(3)，其中所述加热器包括：

·具有用于引入所述液体的入口(32)和用于排出所述液体的出口(33)的腔室(31)，

·容纳在所述腔室内的加热体(34)，

其特征在于：

-所述液体出口(33)布置在所述加热器腔室的顶侧(31a)，和

-所述加热器腔室包括用于排出空气的出口(35)，所述空气出口相对于水平面布置在高于所述液体出口(33)的位置处。

2.根据权利要求1所述的饮料生产装置，其中，所述空气出口设置在所述腔室的最高竖直点处。

3.根据权利要求1或2所述的饮料生产装置，其中，所述加热器腔室的所述空气出口(35)和所述液体出口(33)充分隔开，使得空气不会被通过所述水出口(33)的水流吸取。

4.根据前述权利要求中任一项所述的饮料生产装置，其中，所述加热器腔室倾斜成使所述空气出口(35)处于相对于水平面高于所述液体出口(33)的位置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的饮料生产装置，其中，所述加热器腔室倾斜成使所述空气出口(35)处于所述加热器腔室的最高位置或附近。

6.根据权利要求4或5所述的饮料生产装置，其中，所述加热器腔室倾斜成使其纵向轴线(XX')与竖直轴线成角(α)，所述角(α)为至少1°，优选至少5°，甚至更优选为5°至20°。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的饮料生产装置，其中，所述加热器腔室具有大致圆筒体形状，所述圆筒体在至少其上基部(31a)被截顶，并且所述加热器腔室的所述空气出口(35)设置在所述腔室圆筒体的截顶的上基部(31b)上。

8.根据权利要求7所述的饮料生产装置，其中，所述加热器腔室圆筒体由平面(P)截顶，所述平面与垂直于所述腔室纵向轴线(XX')的平面成角(α)，所述角(α)为至少1°，优选至少5°，甚至更优选为5°至20°。

9.根据前述权利要求中任一项所述的饮料生产装置，其中，所述加热器腔室的所述液体入口(32)和所述液体出口(33)设置在所述腔室的相对部分(31a,31b)处。

10.根据前述权利要求中任一项所述的饮料生产装置，其中，所述液体出口(33)设有液体阀(4)，且所述空气出口(35)设有空气阀(5)。

11.根据权利要求1所述的饮料生产装置，其中，用于打开所述液体阀(4)的压力值大于所述空气阀(5)的压力值。

12.根据前述权利要求中任一项所述的饮料生产装置，其中，所述加热器设有温度传感器(6)。

13.根据权利要求12所述的饮料生产装置，其中，所述加热体(34)可操作地连接至所述温度传感器(6)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的饮料生产装置，其中，所述加热体(34)具有螺旋线形状，并且所述加热器腔室(31)沿其中心轴线是空心的，以便形成其中安装该螺旋线的环形空间。

15.根据权利要求1所述的饮料生产装置，其中：

-所述空气出口(35)设有空气阀(5)，

-所述加热器设有温度传感器(6)，

-所述加热体(34)具有螺旋线形状，并且所述加热器腔室(31)沿其中心轴线是空心的，以便形成其中安装该螺旋线的环形空间，

其中所述加热器包括公共支架，以将出口连接器附接至所述饮料生产腔室(331)，将所述空气阀(5)和所述温度传感器(6)附接至所述加热器腔室(31)。

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