CN105960186B - 具有动态混合单元的牛奶发泡装置及包含该装置的饮品制备器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有动态混合单元的牛奶发泡装置，该动态混合单元具有定子(1)以及可相对于定子(1)被置于旋转(R)中的转子(2)，其中，转子(2)和定子(1)被构建成，使得牛奶(M)和空气(L、L/D)可首先输送(3)给动态混合单元，然后为了发泡而在动态混合单元中可通过转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)多次承受剪切作用，且最后可从动态混合单元中排出(4)。

Description

具有动态混合单元的牛奶发泡装置及包含该装置的饮品制 备器
技术领域
本发明涉及一种具有动态混合单元的牛奶发泡装置，以及涉及包含这样的牛奶发泡装置的饮品制备器(特别是：电运行的咖啡机，例如全自动咖啡机)。此外，本发明涉及一种相应的牛奶发泡方法。
背景技术
可提供牛奶或牛奶泡沫或混合饮品的现代咖啡机也可提供凉的牛奶或凉的牛奶泡沫。为了二者选其一地提供凉的或热的牛奶或牛奶泡沫，使用昂贵的系统：例如有用于避免加热器的装置(例如，参见EP2120656Bl)或用于产生且用于输出凉的或热的产品的完全分开的(双)路径(例如，参见EP2294952Bl)。
在此，缺点是高的系统侧成本。因此这也导致，相比于针对凉牛奶的情况，由于明显不同的黏度，要求明显更高的能量值用来使热牛奶发泡，从而产生相同精细多孔和均匀的泡沫质量。已知系统的大的缺点特别是小的灵活性，因为通常高的工作压力(要求通过管路中的非常小的膜片)。这导致诸如泵、连续式加热器等的部件仅可在非常小窄的范围中使用且相互影响。由此结果是相应地在变化性方面受限。
发明内容
因此基于现有技术，本发明的目的在于，提供一种牛奶发泡装置(以及包含其的饮品制备器)，其在发泡结果方面具有很大的灵活性。在此，该装置应可以产生不同的泡沫浓度且可以使完全不同温度的液体(牛奶)发泡。另一目的在于，尽可能地最小化系统中的工作压力，其中，该系统应少受单个参数(空气量、空气压力、牛奶量、牛奶压力、温度等)波动的干扰。
该目的通过根据权利要求1的牛奶发泡装置以及通过根据权利要求14的饮品制备器实现。根据权利要求1的功能特征形成根据本发明的牛奶发泡方法。可分别在从属权利要求中得出有利的变型。
下文中，首先结合多个实施例一般性地详细描述本发明。在此，如未在实施例中所示地实现的，在单个实施例中相互组合实现的本发明的特征在本发明的范围中。在一个实施例内所示的特征中的单个的其他组合或不同实施例的单个特征的特征组合也是可行的。也可舍弃所示特征中的单个特征，且特别地已经呈现出用于改进现有技术所示的特征中的单个特征。
根据权利要求1构建根据本发明的牛奶发泡装置。
在此，可给空气添加(加热的)蒸汽，使得输送给动态混合单元的空气可以空气-蒸汽混合物(下文中为：L/D混合物)的形式存在。根据本发明，一方面可分开地将牛奶和空气(若期望产生凉的牛奶泡沫)，或另一方面可将L/D混合物(若要产生热的牛奶泡沫)输送到动态混合单元中(即，动态混合单元可具有多个输入管路)。然而同样可以仅设置至动态混合单元的唯一输入管路。在该情况下，在输入管路上游实现将待混合的流体(牛奶和空气或牛奶、空气和蒸汽)共同引导到混合单元中。
由此，在转子-定子系统(动态混合单元)中对牛奶(通过提供空气)进行发泡，该系统可通过不同的方式构成。在此基本地，第一部件(转子)相对于另一部件(定子)旋转，即，运动。牛奶和空气被输送至混合单元，其中，可通过引导到混合单元中的输送通道中的一个或多个实现该输送。然而，当牛奶和空气直接被导入混合单元中时基本上也可舍弃输入管路。
根据本发明，转子和定子导致在牛奶中的多次剪切作用，由此进行部分变性作用(蛋白质结构改变)。由此实现牛奶的改进的可发泡性。
可从从属权利要求2中得到第一可有利实现的特征。
替选地，可以将牛奶和空气在转子的中心的附近(例如，通过在旋转轴线的方向上看从转子的背侧至前侧延伸通过转子主体的环状间隙)从转子的背侧引导到转子的前侧上，可使得在转子的前侧上的牛奶和空气(通过转子的旋转)径向向外流动(由此同样在剪切件上出现多次剪切)，且可将转子的前侧的外圆周上的牛奶和空气(例如，通过另一从转子的前侧远离的环状间隙，其直径大致对应于转子的直径)导出动态混合单元。
可设想其他的设计方案(因此例如在流经的背侧上代替在转子的前侧上构建转子的剪切结构，且相应地在定子对置于后壁的内壁上构建定子的剪切结构)。
可从从属权利要求3中得到其他可有利实现的特征。
在此可至少部分平行于转子的旋转轴线实现将牛奶和空气输送至转子的背侧(且在此在中心附近或也径向与旋转轴线间隔地，即，在转子的中心与转子的外圆周之间)。然而替选地，空气和牛奶也可以径向从外朝向中心(即，垂直于转子的旋转轴线)或正切于转子圆周地流入。同样也适用于从转子的前侧(即，从动态混合单元中)排出牛奶和空气(更准确地说：通过在动态混合单元中实现发泡导致的牛奶泡沫混合)。
转子一方面与定子、另一方面和/或壳体可被构建成多件的，且可通过卡口式连接而连接(在产生卡口式连接的连接之后，动态混合单元直至到输入管路和排出管路上一般是液密的)。
可从从属权利要求4中得到其他可有利实现的特征。
剪切件行的单个剪切件可以是突出部，例如齿、销或类似体。同一行的剪切件可(径向向外看)与动态混合单元的或转子的旋转轴线恒定间隔地且分别相互间隔地，即，沿着圆形，在垂直于旋转轴线定向的、转子或定子的例如圆盘形的表面上被定位。即，转子的剪切件行和定子的剪切件行交替同心地围绕旋转轴线布置。在此，转子和定子可以是基本平的、围绕旋转轴线旋转对称的盘，其分别在对置的表面上承载作为突缘或突出部的剪切件。
优选地，在定子的剪切件行与转子的直接相邻的剪切件行之间(且反之亦然)的净跨(即，距离)在0.1mm与0.5mm之间。
定子的剪切件至转子的基面的轴向距离和/或转子的剪切件至定子的基面的轴向距离(即，在剪切件的正侧与分别对置的基面之间的间隙，牛奶可流动通过，而不必须实施剪切和/或方向转向)可在0.1与3mm之间，优选在0.1与0.5mm(包括边界值)之间。
沿着剪切件圆或剪切件行看，行的两个直接相邻的剪切件之间的净跨(即，距离)优选在0.5mm与4mm之间。
其他尺寸可如下：剪切件的高度(该部件在旋转轴向方向上的大小)在2与20mm之间，优选在5与15mm之间(优选为8mm)；转子背侧至壳体的轴向距离在0.5与10mm之间，优选在1与3mm之间(分别包括边界值)。
优选地，在转子和定子上分别设置两个到十个剪切件行(优选地：两个到五个)。即，转子的和定子的剪切件行断续地相互啮合，使得在转子与定子之间从外向内(即，朝向旋转轴线)流动的牛奶和空气由于转子相对于定子的旋转分别在两个直接相邻的剪切件行之间(一次转子和一次定子)承受剪切。通过在以从外向内侧看减小的相对速度(由于以恒定角速度旋转的转子)相碰的相邻剪切件行的剪切件的该多次剪切，不仅使牛奶和空气(或牛奶和L/D混合物)的彻底混合，还使得牛奶的部分变性，这使得改进牛奶泡沫质量和牛奶泡沫稳定性。
可从从属权利要求5中得到其他可有利实现的特征。
交替流动通过转子的和定子的各个剪切件行的、且从外向内、即朝向中心(旋转轴线)流动的牛奶和空气(或牛奶-空气混合物)，在从(例如，定子的)行的通孔通过两个相邻行之间的间隙转入(例如，转子的)直接相邻行的通孔中时，不仅分别被剪切，而且也分别承受方向转换。由此可进一步改进泡沫质量和泡沫稳定性。
可从从属权利要求6中得到其他可有利实现的特征。
给定的最大径向大小的两倍值得出定子和/或转子垂直于旋转轴线的(平均)直径。在此，最大径向大小的给定范围一方面考虑到过小的径向大小可能导致过小的圆周速度(且因此导致更坏的彻底混合和坏的泡沫质量(过于粗糙多孔的泡沫))，和/或导致过高的转速，过高的轴承负荷和/或过多的噪声生成(因此可能过高地要求机构和驱动部)，且另一方面考虑到过大的径向大小使得动态混合单元过大和过重(因为特别地，参考下文，转子转速限定动态混合单元的或转子的和定子的最低稳定性)。在此特别重要的是，为了通过多次剪切而发泡，牛奶从外向内(朝向转子的中心)在确定的最小距离上流动且必须承受多次剪切，因为牛奶泡沫的多孔性非立即形成，而是在其出现之后必须保持其形状，或必须“慢慢”松弛，由此牛奶边界面可围绕气泡稳定，且由此可保持或稳定泡沫。此外通过进一步剪切和彻底混合精美化气泡大小，且最初不同大小的气泡在其大小方面均匀化。正是在通过多个剪切件行向内移动期间的该多次切割使得实现优化的、稳定的泡沫质量，其具有所期望的、均匀的孔大小，其平均值特别可在大致1/10mm与1mm之间的范围中。
可从从属权利要求7中得到其他可有利实现的特征(其特别可结合在权利要求6中所述的特征实现，从而实现最佳的泡沫质量和稳定性)。
在此，如在从属权利要求8或9中所述地实现对转子的驱动，从而实现该转速。
转子可被封装在(根据权利要求3和/或9所述的)壳体内或在壳体内。该封装有利被实施成液密的。定子和壳体可以是相同的，定子可以构建成壳体的部分，或定子可被布置在壳体内。根据权利要求8的构建特别具有下述优点，即，在驱动侧上不必存在密封点。
可从从属权利要求10和11中得到其他可有利实现的特征。
根据权利要求11可实现对定子的有效加热，因为对此可使用(通过具有剪切件的多个行)扩大的表面。然而也可通过外部伴随的蒸汽(或热流)实现对定子的加热。
用于加热的另一替选方案为可感应加热的定子。也可以对定子(或动态混合单元)直接电加热。
可在从属权利要求12和13中得到其他可有利实现的特征。
在此，可通过蒸汽的温度控制或调节牛奶和/或牛奶泡沫温度。替选地或额外地，可设置加热动态混合单元，特别加热其定子，和/或设置用于加热牛奶和/或牛奶泡沫的连续式加热器。这也可通过控制单元被控制，或通过控制和调节单元被调节。
在此所描述的、可有利实现的特征可实现任意特征相互组合。
在根据本发明的牛奶发泡方法中，动态混合单元的转子首先相对于定子旋转。转子和定子被构建(即，特别相互定位)且相互运动，使得被输送给动态混合单元的牛奶和空气通过下述方式在动态混合单元中发泡，即，其(例如，从转子的外圆周朝向转子的中心)在动态混合单元中流动且同时通过转子相对于定子旋转(且因为其优选流动通过剪切件的多个行)多次承受剪切，然后其作为牛奶泡沫最终从动态混合单元中排出。
在权利要求14中描述了根据本发明的饮品制备器。
由此蒸汽可在上游被输送至动态混合单元，从而给出热的混合物(牛奶泡沫)。在此，蒸汽输送也可直接进入混合单元。额外地，也可将调味品(例如，以糖浆形式)混入动态混合单元中，或例如添加混合咖啡或使饮用巧克力或类似饮品泡沫。
例如通过改变转子的转速、空气量(体积流量)、牛奶量(体积流量)和/或蒸汽温度和/或蒸汽量或其任意组合，根据本发明可在宽的范围上设置泡沫稠度(其中，可有条件地通过牛奶温度灵活响应于影响因素，例如牛奶的黏度)。
牛奶例如可通过泵被输送至动态混合单元。动态混合单元也可被布置在泵上游，使得泵用于额外精细化泡沫。此外，动态混合单元也可用于精细化泡沫，该泡沫由经典文氏管系统产生，该系统对于本领域技术人员是已知的。被加热的牛奶也可由文氏管系统输送至动态混合单元(在文氏管系统中没有提供空气的情况下通过蒸汽加热牛奶),，其中，已经加热的牛奶可通过仅输送空气(即，没有蒸汽)在动态混合单元中发泡。牛奶发泡装置也可包括连续式加热器，从而加热发泡的牛奶(即，在动态混合单元的下游)。也可在动态混合单元的上游设置这样的连续式加热器，从而在牛奶发泡前(或在提供空气前)已经加热牛奶。上述特征可任意组合。
相对于现有技术中已知的牛奶发泡装置，根据本发明的牛奶发泡装置特别具有下述优点。
入口侧的压力(相比于膜片系统，其需要大于2Bar，部分至6Bar)相对可以是较小的，即，<2Bar(例如，600至700mBar)。由此，不必在高压下进行根据本发明的牛奶发泡，因此在泡沫稠度和泡沫质量方面允许明显更宽的变化范围。
因为系统的单个参数(例如：转子的转速、输送的空气量、输送的牛奶量、空气与蒸汽之间的混合度等)实际上不相互影响，根据本发明的牛奶发泡装置具有非常高的灵活性。刚好也可通过该灵活性在最不同的泡沫质量的情况下形成均匀的牛奶泡沫。
根据本发明的牛奶发泡装置具有相对简单的结构，该结构具有较少的部件。在损坏的情况下或出于卫生原因，部件可容易地相互拆卸，且由此可更换(特别当转子和定子借助于卡口式连接而连接时)。
由于低的系统压力，可设计密封和封闭使得部件可在无工具的情况下(且由此例如也由外行)更换。由此，根据本发明的牛奶发泡装置特别便于维护。
相对简单的结构也使得可允许不同的结构：因此可以连接作为转子部分的输送件，该输送件可提高混合单元中的压力(例如，与离开侧的膜片组合)。输送件可代替前置泵的功能，其中，舍弃用于输送牛奶的另一泵。不同的驱动概念是可行的：因此例如通过旋转场(旋转场发生器或具有中空轴的发动机)驱动设计有磁体件(永磁体)的转子，使得在驱动侧上不需要密封点。然而替选地，也可通过发动机驱动的轴驱动转子。
特别地，转子的上述背侧流动，其后跟随的牛奶和空气(通过转子的离心力)的向外流动，随后转子的外圆周朝向转子的前侧的环流，以及最终转子的前侧的通流(多次切割区域)导致流体在动态混合单元的所有区域的受迫环流。特别地，这也有助于清洁，在其中，清洁液体可代替牛奶和空气流动通过动态混合单元。由此不必为了清洁而拆卸动态混合单元。由此通过机械旋转运动支持系统中的清洁。
根据本发明的装置允许大范围不同的供给率，其中，尽管供给率不同可保持相同的发泡质量。特别地，通过本发明也可实现简单的加热功能(通过流入的蒸汽)，在其中，在转子外圆周的环流区域中导致蒸汽冷凝。
附图说明
下文中结合实施例进一步描述本发明。附图中：
图1以通过旋转轴线的横截面示出第一根据本发明的牛奶发泡装置；
图2为根据图1的转子(图2a)和定子(图2b)的三维俯视图；
图3为根据图1的转子(图3a)和定子(图3b)的俯视图(在旋转轴线方向上)；
图4a示出通过第二根据本发明的牛奶发泡装置的旋转轴线的剖面；
图4b为图4a中的牛奶发泡装置的三维俯视图；
图5示出全自动咖啡机形式的根据本发明的饮品制备器(仅示出其根据本发明的基本部分)。
具体实施方式
图1以横截面在定子-转子组件的旋转轴线8延伸通过的面中示出第一根据本发明的牛奶发泡装置。图2a示出三维视图，且图3a示出该牛奶发泡装置的转子2的俯视图(平行于旋转轴线8)。图2b示出三维视图，且图3b示出该牛奶发泡装置的定子1的俯视图(平行于旋转轴线8)。
如图1所示的，在此包括两个部分通道的输送通道3与旋转轴线8平行地、但与其间隔地引导直至直接到转子2的背侧表面2R上。该输送通道3用于将牛奶M和空气L或牛奶M和空气-蒸汽混合物输送至转子2的背侧表面2R。该背侧2R(直至到间隙上)形配合地被牛奶发泡装置的壳体部分7包围。壳体部分7与定子1固定连接，定子在转子2的前侧2V上与后者对置地定位。定子1在其前侧2V上包围转子2，壳体部分7在其背向旋转轴线8的外圆周5上包围转子2。转子2和定子1构成动态混合单元的基本部件。壳体7以及与其连接的定子1形配合地包围转子2的背侧2R、外圆周5以及前侧2V，使得流入的流体混合物L、M或L/D、M由于相对于定子1和壳体7旋转的转子2的离心力通过壳体7与转子背侧2R之间的薄的间隙首先朝向外圆周5被输送，然后利用通过输入管路3补充流入的流体L、M或L/D、M的压力通过转子的外圆周5(通过外圆周5与包围转子2的壳体部分7之间的间隙)朝向转子2的前侧2V被挤压，且最后由于转子2的前侧2V与定子1对置于转子2的前侧2V的表面之间的所述压力(即，在一方面转子2的剪切件10R与另一方面定子1的剪切件10S之间，参见下文)从转子2的外圆周5朝向旋转轴线8流动，其中，所述流体混合物通过与旋转轴线8平行延伸的排出通道4被排出动态混合单元。在此，在流动通过剪切件10R、10S时实现流入的流体混合物L、M或L/D、M的发泡成牛奶泡沫MS。
在图1中通过箭头示出，通过输送通道3的流体混合路径在转子2的背侧2R上沿着转子的中心6附近朝向转子2的外圆周5，通过外圆周5远离地在转子2的前侧2V上在剪切件10R、10S之间通过，且再次朝向转子的中心6，以及最后通过排出通道4(仅针对在外圆周侧5上流经的流体量示出)。通过借助于在输入管路部分3上游的泵19和压缩空气源21(参见图5)产生的压力而产生在转子2的前侧2V上待施加的抵抗转子2旋转的力，从而通过挤压流体混合物通过剪切件10R、10S从而发泡。在此，在动态混合单元中的压力为大致600至700mBar是足够的。
外圆周侧包围转子2的定子部分的外直径在此为7cm。壳体7和定子1液密地包围转子(直至到输入管路3和排出管路4上)。
在根据图1至3的第一根据本发明的牛奶发泡装置中，对转子2的驱动通过马达运转的、围绕旋转轴线8旋转的驱动轴12实现。
图2a和3a示出第一根据本发明的牛奶发泡装置的转子2的以及其动态混合单元的结构。转子2被构建成基本平的、旋转对称的盘，其直径为6.5cm。该盘在其待朝向定子1定向的前侧2V上具有多个(在此3个)剪切件行9R(在此为行9R-1、9R-2和9R-3)。转子2在围绕其中心6或围绕动态混合单元的旋转轴线8旋转时的旋转方向以R(参见箭头)表示。
每个剪切件行9R由多个单个的剪切件10R构成，其以条形销的形式从转子2的表面2V突出(且由此朝向定子1)，即，被构建成突出部。在行的直接相邻的剪切件10R之间分别构建间隙形的通孔HR。每个行9R的单个剪切件10R圆形围绕中心6定位。因此三个剪切件行9R分别形成突出部的同心围绕中心6定位的或围绕旋转轴线8(在旋转状态下R)的圆形环。单个的剪切件行或圆形环9R在此从转子2的中心6朝向外圆周5看径向相互间隔地定位，使得定子1的剪切件行9S形配合地分别啮合在转子2的两个相邻剪切件行9R之间(直至到剩余的、薄的间隙，其具有大致0.3mm的间隙大小)。
在定子1中，该行的剪切件行9S(同心围绕旋转轴线)以及剪切件10S(朝向转子2定向的突出部)和通孔11S类似于在转子2中地被构建。
由此，在组装成完成的动态混合单元的状态下(参见图1)，沿着旋转轴线8看，重叠的、从中心6至外圆周5看交替定位的、相互啮合的行一方面由转子2的剪切件10R且另一方面由定子1的剪切件10S构建。若转子2相对于定子1旋转，则由此从外圆周5在转子2的前侧2V上朝向中心6受压通过的流体L、M或L/D、M每次当其通过行的通孔11(例如，转子2的剪切件行9R的通孔HR)而出且通过薄的间隙流至直接相邻的剪切件行(例如，至定子1的相邻的剪切件行10S)时被剪切。如在图2b和3b中所示的定子与在图2a和3a中所示的转子的比较所示的那样，由此在从外圆周5流动至中心6时在下述情况下实现第一剪切，即，当从定子1的外剪切件行9S-4的通孔11S通过其与转子的外剪切件行9R-4之间的间隙转移到转子2的外剪切件行9R-4的通孔11R中时，然而在下述情况下实现第二剪切，即，当从转子2的外剪切件行9R-4通过其与定子1的第二外剪切件行9S-3之间的间隙转移时，然而在下述情况下实现第三剪切，即，当从定子1的第二外剪切件行9S-3转移到转子2的相邻的第二外剪切件行9R-3中时，等等。
如图2和3所示的，既在转子2中又在定子1中，每个剪切件行对于单个剪切件行9R、9S来说，剪切件10R、10S的数量从中心6至外圆周5增加。剪切件9R、9S的单个行或圆形环具有略微不同形状的剪切件10R、10S(特别参见图3a和3b的俯视图)，这一方面优化在动态混合器中的停留时间，另一方面提高剪切作用，且由此一方面确保泡沫的均匀化和稳定化且另一方面确保泡沫的稳定性。
沿着剪切件行的圆形圆周看，单个剪切件行9R、9S的通孔11R、11S具有大致2mm的间隙宽度。如可在图3a和3b上看到的(其以俯视图示出转子2的前侧2V，参见图3a，以及示出定子在转子-定子系统组装之后面对前侧2V的一侧，参见图3b)，被构建在转子2的剪切件行9R的单个剪切件10R之间的流体通孔11R对向指向被构建在定子1的分别相邻的剪切件行9S的单个剪切件之间的流体通孔11S(这可在通孔11R、11S的纵轴线的图3a和3b中的对于转子2和对于定子1相同指向的相对于径向方向从中心6朝向外圆周5的倾斜部上看到)。
通过马达运转轴12的转子2的在此仅示意的驱动部允许转子转速在5001/min与7000 1/min之间。通过转子转速在宽的转速范围中的变动可连续且非常灵活地设置泡沫质量和泡沫稠度。
图4a(平面中的剖面，旋转轴线8在该平面中延伸)和4b(定子1的三维俯视图，该定子与壳体13一起包围在此看不到的转子2)示出第二根据本发明的牛奶发泡装置。在此，该装置的结构基本上遵照针对图1至3b的发泡装置描述的结构(相应地适用于功能)，使得下文中仅描述不同之处。由此相同的参考标记表示相同的部件。
如在图1(壳体7)中，动态混合单元的壳体13不仅包围转子2的背侧2R，也包围其外圆周5。定子1(其固定且液密地与包围转子2的壳体13连接)在此形成对置于转子的前侧2V的、承载剪切件行9S的、基本盘形的板。壳体13和定子1液密地包围转子2(直至到通道3、4的开口上)。
在转子2的背侧2R上，总共两个单个输送通道3a、3b(其平行于旋转轴线8延伸)从转子的中心6或从旋转轴线8向外错开地、从外通过壳体13的壳体壁引导至转子2的背侧2R。
第一输送通道3a用于输送空气或L/D混合物，第二输送通道3b用于将牛奶M输入到动态混合单元内部。在转子的前侧2V上，单个的排出通道4同样从中心6略微径向向外地错开地以及平行于旋转轴线地通过定子主体向外通过壳体13和定子1的液密连接(排出所产生的牛奶泡沫MS)。
通过电磁的方式实现对转子2或其旋转R的驱动：对此，在转子2的背侧2R上在其中集成多个永磁体14。沿着旋转轴线8看，在永磁体14的高度上，在外圆周侧在壳体13上缠绕线圈15，可对该线圈施加电流。示出线圈15和永磁体14的结构以及布置，影响电动机旋转驱动。
在图4a和4b中所示的变型也具有下述优点，即，可避免在长时间运行后马达运转轴(参见图1)的可能出现的密封问题。
如在图4b中可看到的，在动态混合单元的排出通道4上定位温度传感器16，其与牛奶发泡装置的控制和调节单元17连接(参见图5)。
在图4a和4b中所示的变型也具有下述优点，即，通过第一输送通道3a，蒸汽D在高温下(直至100℃)为了消毒通过流动路径L或L/D被输送到转子-定子系统的内部中，其中，可通过第二输送通道3b同时影响清洁溶液的流入。由此，转子2同时的旋转R使得可进行最佳清洁：通过高温进行化学清洁，通过旋转进行同时的机械清洁。
图5示出根据本发明的、电运行的咖啡机(全自动咖啡机)，具有根据图1至3或根据图4a和4b的集成的牛奶发泡装置。在此，对于全自动咖啡机仅示出根据本发明的基本特征。
从外部容器18中获取的牛奶M通过全自动装置的泵19的输送被吸入。在泵19下游，空气或空气-蒸汽输入管路汇入泵输出侧的、引导至动态混合单元1、2的流体输送路径。流体输送路径对应于图1中的输送通道3。若使用图4a、4b中的动态混合单元1、2(在此未示出)，则不实现上游结合空气或空气-蒸汽流与牛奶流，而空气L或L/D-混合物通过第一输送通道3a且牛奶M通过泵输出侧的汇入到第二输送通道3b中路径被输送到动态混合单元1、2中。
如下地实现空气或空气-蒸汽输入管路：为了输送空气，全自动咖啡机包括压缩空气源21，空气L可以通过该压缩空气源可被导入在泵19与动态混合单元1、2之间的管路中。在对应的口上游，蒸汽管路汇入到该空气输入管路中，热蒸汽源20在其上游端部上。通过蒸汽管路将可选择的蒸汽部分D添加至压缩空气L(由此在混合单元1、2中不仅导致通过多次剪切的发泡，而也导致加热输出的牛奶泡沫MS)。可选地(或替选于蒸汽源20)，也可设置加热单元(在此未示出)，通过该单元可加热动态混合单元(优选定子1自身)。
动态混合单元1、2至牛奶泡沫MS的排出管路的排出通道4引导到全自动咖啡机的输出头部22中，该输出头部被构建成用于既将牛奶泡沫MS也将被冲煮的咖啡K(冲煮单元在此未示出)输出到外部杯子T中。在排出通道4上定位温度传感器16(参见图4b)。
中心控制和调节单元17如下地控制产生和输出牛奶泡沫MS(以及全自动咖啡机的其余功能)：双向控制和数据线16a、19a、20a和21a连接中心控制和调节单元17与温度传感器16、泵19、蒸汽源20以及压缩空气源21连接。此外，单元17(在此未示出)为了调节转子转速与动态混合单元1、2连接。
单元17首先控制添加牛奶M的L/D混合物的蒸汽D和L的比例。因此当通过温度传感器16得知牛奶泡沫MS的温度过低时，可例如相对于在L/D-混合物中空气L的量而提高蒸汽D的量。相对于通过泵19吸入的牛奶量M的被输送的L/D-混合物的量可通过泵19的泵转速而被调节：提高泵转速提高了泵19的输送量，且由此提高了由空气L、蒸汽D和牛奶M构成的混合物的牛奶M的量。可也通过线路20a完全关断蒸汽源20，使得(在外部容器18中牛奶M的冷却后)可产生和输出22凉的牛奶泡沫MS。
替选于图5中所示的基础结构，泵19也可在L/D管路汇入至混合单元1、2的输入管路中之后被定位。代替通过蒸汽D加热牛奶M也可舍弃蒸汽源20：在泵19与混合单元1、2之间可代替地定位连续式加热器。

Claims (14)

1.一种具有动态混合单元的牛奶发泡装置，该动态混合单元具有定子(1)以及可相对于定子(1)被置于旋转(R)中的转子(2)，其中，转子(2)和定子(1)被构建成，使得牛奶(M)和空气或空气-蒸汽混合物(L、L/D)可首先输送(3)给动态混合单元，然后为了发泡而在动态混合单元中可通过转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)多次承受剪切作用，且最后可从动态混合单元中排出(4)，
其特征在于，转子(2)和定子(1)具有剪切件行(9R、9S)，所述剪切件行(9R、9S)交替同心围绕旋转轴线布置，以及
其中，转子(2)和定子(1)的剪切件行(9R、9S)断续地相互啮合，使得在转子(2)与定子(1)之间流动并且通过转子(2)和定子(1)的各个剪切件行(9R、9S)之间交替流动的牛奶(M)和空气或空气-蒸汽混合物(L、L/D)由于转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)而分别在两个直接相邻的剪切件行之间，即转子(2)的剪切件行(9R)和定子(1)的剪切件行(9S)之间承受剪切，并且分别承受方向转换。
2.根据前一权利要求所述的牛奶发泡装置，其特征在于，转子(2)和定子(1)被构建成，使得牛奶(M)和空气或空气-蒸汽混合物(L、L/D)可首先输送(3)给动态混合单元，然后为了发泡而在动态混合单元中可从转子(2)的外圆周(5)至转子(2)的中心(6)流动地通过转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)多次承受剪切作用，且最后可从动态混合单元中排出(4)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的牛奶发泡装置，其特征在于，转子(2)在外圆周侧(5)被定子(1)和/或被容纳转子(2)的、相对于定子位置固定的壳体(7、13)包围，且牛奶(M)和空气或空气-蒸汽混合物(L、L/D)可引导到转子(2)的背侧(2R)上，可从此处(2R)通过由于转子(2)的旋转(R)而产生的离心力朝向转子(1)的外圆周(5)地引导，且可从此处(5)借助于定子(1)和或壳体(7、13)以及在转子(2)的外圆周(5)上流经、朝向转子(2)的前侧(2V)地引导，在前侧(2V)上牛奶和空气(M、L、L/D)从转子(2)的外圆周(5)朝向转子(2)的中心(6)流动地可通过转子(2)的旋转(R)承受多次剪切作用，且最后可从动态混合单元(1、2)中排出(4)。
4.根据权利要求1所述的牛奶发泡装置，其特征在于，从转子(2)的中心(6)至转子(2)的外圆周(5)看，即，从旋转轴线(8)径向向外看，转子(2)和定子(1)分别具有多个径向相互间隔开地构建的行(剪切件行9R、9S)，所述行分别具有多个剪切件(10R、10S)，其中，转子(2)和定子(1)相互定位成，使得沿着旋转轴线(8)看，一方面转子(2)的剪切件(10R)且另一方面定子(1)的剪切件(10S)至少部分地重叠，且从旋转轴线(8)径向向外看，转子(2)和定子(1)的剪切件行(9R、9S)分别交替。
5.根据前一权利要求所述的牛奶发泡装置，其特征在于，对于转子(2)的剪切件行(9R)以及定子(1)的与其径向直接相邻的剪切件行(9S)，优选对于转子(2)和定子(1)的径向直接相邻的剪切件行的所有这样的对(9R、9S)，在转子(2)的剪切件行(9R)的各单个剪切件(10R)之间构建的用于牛奶(M)和空气或空气-蒸汽混合物(L、L/D)的通孔(11R)与在定子(1)的剪切件行(9S)的各单个剪切件(10S)之间构建的用于牛奶(M)和空气或空气-蒸汽混合物(L、L/D)的通孔(11S)反向定向。
6.根据权利要求1所述的牛奶发泡装置，其特征在于，转子(2)和/或定子(1)的最大径向大小在2cm与15cm之间，优选在4cm与8cm之间。
7.根据权利要求1所述的牛奶发泡装置，其特征在于，转子(2)能够以在500 1/min与7000 1/min之间的转速、优选以在2000 1/min与4000 1/min之间的转速相对于定子(1)旋转。
8.根据权利要求1所述的牛奶发泡装置，其特征在于，通过马达运转的轴(12)驱动转子。
9.根据权利要求1所述的牛奶发泡装置，其特征在于，转子(2)被装在壳体(13)内，在转子(2)中或上固定一个或多个永磁体(14)，且在壳体(13)中或上固定一个或多个为了驱动转子(2)可被施加电流的线圈(15)。
10.根据权利要求1所述的牛奶发泡装置，其特征在于，一个或多个被构建成用于将牛奶(M)和空气或空气-蒸汽混合物(L、L/D)输送到动态混合单元中的输送通道(3、3a、3b)，其优选至少部分平行于旋转轴线(8)地定向，和/或其特征在于，被构建成用于将发泡的牛奶(MS)排出动态混合单元的排出通道(4)，其优选至少部分平行于旋转轴线(8)地定向。
11.根据权利要求1所述的牛奶发泡装置，其特征在于，动态混合单元、特别是其定子(1)是可加热的。
12.根据权利要求10所述的牛奶发泡装置，其特征在于，控制单元，通过该控制单元可调节牛奶发泡装置的下述特征参数中的一个或多个：
·转子(2)的转速，
·每单位时间输送给动态混合单元的牛奶量，
·每单位时间输送给动态混合单元的空气量或空气-蒸汽混合物量，
·输送给动态混合单元的空气-蒸汽混合物的空气和蒸汽的混合比例，和/或
·被输送给动态混合单元的空气-蒸汽混合物中的蒸汽温度。
13.根据前一权利要求所述的牛奶发泡装置，其特征在于，温度传感器(16)，该温度传感器优选被设置在排出通道(4)中或上，通过该温度传感器可获取被排出动态混合单元的发泡的牛奶(MS)的温度，且控制单元是控制和调节单元(17)，通过该控制和调节单元可在考虑到通过温度传感器(16)获取的发泡的牛奶(MS)的温度的情况下调节牛奶发泡装置的下述特征参数中的一个或多个：
·转子(2)的转速，
·每单位时间输送给动态混合单元的牛奶量，
·每单位时间输送给动态混合单元的空气量或空气-蒸汽混合物量，
·输送给动态混合单元的空气-蒸汽混合物的空气和蒸汽的混合比例，和/或
·被输送给动态混合单元的空气-蒸汽混合物中的蒸汽温度。
14.一种饮品制备器，特别用于制备热饮品，优选是电运转的咖啡机，具有根据前述权利要求中任一项所述的牛奶发泡装置。
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