CN1681424A - 饮料制造器使用的衬垫支撑件 ,及包含这种衬垫支撑件的起泡部件和饮料制造器 ,及使用这种衬垫支撑件制备带有泡沫层饮料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种饮料制造器使用的衬垫支撑件(15)，其包括形成用于使饮料液体从支撑的衬垫(18)流出的挡板的底部(14；64)，用于通过底部(14；64)排出饮料液体而设在底部(14；64)里的排出口(19)，及用于从喷嘴(22；72)产生饮料液体射流而限制排出口(19)的喷嘴(22，72)，及包括最里面的在围绕排出口(19)呈圆周分布的位置从底部(14；64)突起的多个支撑突起(17)的多个衬垫支撑突起(16，17)。在朝向底部(14；64)的顶部平面视图中观察，至少最里面的多个支撑突起(17)中的一些有在相对排出口(19)径向方向上延长的截面。也描述了起泡部件，饮料制造器(1)，及使用这种衬垫支撑件(15；65)的方法。

Description

饮料制造器使用的衬垫支撑件，及包含这种衬垫支撑件的起泡部件和 饮料制造器，及使用这种衬垫支撑件制备带有泡沫层饮料的方法
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的衬垫支撑件，及包含这种衬垫支撑件的起泡部件和饮料制造器，及使用这种衬垫支撑件制备饮料的方法。
上述类型的衬垫支撑件可从欧洲专利申请0904717了解到。在该文献中描写的衬垫支撑件界定了冲泡室并包含许多立柱。立柱的远端支撑衬垫或囊的过滤壁，防止颗粒或粉末-此处为磨碎的咖啡-随着通过冲泡室压出的水流下。
饮料液体的射流——此处为咖啡萃取液——通过喷嘴喷出，当射流碰撞喷嘴下游收集到的饮料液体时，在咖啡萃取液中引起气泡的形成。
包含为在咖啡萃取液中形成泡沫的这种衬垫支撑件的咖啡壶(从水、炒的和磨碎的咖啡中制备咖啡萃取液的器具)在比那些典型在浓咖啡器具中使用的压力低很多的压力下(例如低于3巴，在约0.8-1.6巴更合适)形成泡沫通常是有效的，并且因此可用较低的成本制造。
这种器具的一个问题是排出口附近的衬垫有时发生破裂。这引起排出口被磨碎的咖啡堵塞，因此妨碍了咖啡萃取液的分配。破裂的过滤垫必须移除，衬垫支撑件必须清洁。咖啡制造过程中止，因此没有提供所期望的咖啡萃取液数量，松散的磨碎的咖啡的清除和防止咖啡榨取液离开冲泡室是麻烦的。
本发明的一个目的是提供一种解决方法，在给定衬垫过滤壁的强度和通过过滤壁的压降的情况下，减小过滤壁变得脆弱的危险和/或允许压降升高和/或过滤壁强度减小而不增加过滤壁在接近排出口区域破裂的危险，以及达到了这一点而没有重大减少美味和饮料上泡沫的持久性。
根据本发明，这个目的通过提供根据权利要求1的衬垫支撑件达到。并且，根据本发明，这个目的能通过提供包含根据权利要求1的衬垫支撑件的根据权利要求12的起泡部件，在包含根据权利要求12的起泡部件的根据权利要求13的饮料制造器中及在使用根据权利要求1的衬垫支撑件的根据权利要求14的制造饮料的方法中达到。
因为，至少在朝向衬垫支撑件底部的顶部平面视图中所看到的最里面的许多支撑突起中的一些有在相对排出口的径向方向延长的截面，最里面的多个支撑突起能安置得更靠近排出口，从而给衬垫提供更好的支撑，不引起或增加在喷嘴直接上游的萃取液流中的紊流，这些紊流会使得到的泡沫的美味和持久性受到损害。并且，避免了增加衬垫和喷嘴之间的体积，例如，如果喷嘴安置在排出口里，其位置与底端隔开并在底端下面，而最里面的支撑突起将从排出口或排出口的肩部突出，这种增加就会发生。
使用本发明制备的饮料大多数是咖啡。然而，制备涉及液体经由支撑的过滤壁通过的其它饮料，比如可可和其他基于牛奶的饮料，使用本发明也是可能的。
本发明特别有利的实施例将在从属权利要求中阐明。
本发明进一步的特点、效果和细节将参照显示在图中的实施例来描述。
图1是根据本发明的咖啡壶的一个例子的截面视图，其包括根据本发明的衬垫支撑件的一个例子；
图2是根据图1的咖啡壶的咖啡冲泡室的放大视图；
图3是根据图1和2的咖啡壶的衬垫支撑件的顶部平面视图；
图4是按照图3的线IV-IV截取的截面视图；
图5是根据本发明衬垫支撑件的一个可选例子的截面视图；以及
图6是根据图1-4衬垫支撑件喷嘴区域的按照图3的线IV-IV截取的放大截面视图。
图1中，标记数字1指出了根据本发明的制备具有带小气泡的泡沫层的咖啡萃取液的咖啡壶。
咖啡壶1有外壳2和通过铰链4铰接到外壳2并通过插销10锁在闭合位置的盖子3。外壳2有向前的突起部分，其上部表面5形成支撑1个或更多要装满咖啡的杯子6的平台。外壳里面，设置有储水容器7，其当盖子3打开时在顶端8处被打开，当盖子3在图1所示闭合操作状态下时被关闭。导管9延伸穿过加热室46，其中安置有电加热元件47。为从容器8中供应水，泵45安置在导管9内加热器47的上游。
喷淋头11整合在冲泡室13的顶壁12里，并形成导管9的端部。衬垫支撑件15的顶端，在图3和4中分别也显示出来，形成咖啡冲泡室13的底部14(也见图2)。支撑支柱16，17从底部突出，这些突起16，17之间的空间允许饮料液体——本例为咖啡萃取液——从容纳磨碎的咖啡颗粒或粉末的衬垫或囊18里压出，并支撑在底部14上，以流至衬垫18和底部14之间的排出口19。衬垫支撑件15由冲泡室外壳部分20支撑，冲泡室外壳部分20随之由咖啡壶1的主要外壳2部分所支撑。在操作环境下，冲泡室13通过密封件21，37所防水密封，因此泵45产生的压力没有很大的损失发生，并且当萃取咖啡时，所有或实质上所有泵45产生的压力应用在冲泡室13上。如果制备咖啡以外的饮料，例如，衬垫可能容纳其他物质，比如可可粉和/或奶粉，用来调味和/或加糖。
喷嘴22向上定向的表面形成底部14的一部分，限制了可用来通过咖啡萃取液的排出口19的截面。喷嘴22也可以是衬垫支撑件15的整体的一部分。
排出口19延伸至分配室36，分配室36与两个延伸穿过分配喷口38的分配通道相连通，分散在室内的咖啡萃取液通过分配喷口38能流进平台5上的杯子6内。
为在咖啡萃取液上形成泡沫，咖啡萃取液从喷嘴22喷射进有一些缓冲量咖啡萃取液的缓冲容器36内。
这点最好看图2-4，衬垫支撑件突起16，17包括最里面的在围绕排出口19呈圆周分布的位置从底部14突起的多个支撑突起17。看图3朝向底部的平面视图，支撑突起16，17最里面的支撑突起17具有相对排出口19在径向方向上延长的截面。这允许支撑突起16，17中最里面的支撑突起17设置得更靠近排出口19，且这样给在排出口区域的过滤垫18提供比如果支撑突起的最里面的那些支撑突起具有传统的圆形截面更好的支撑，而不引起喷嘴22直接上游的咖啡萃取液流中的紊流，这种紊流至少在一定程度上损害获得的泡沫的美味和持久性。
已经发现，如果咖啡萃取液到达喷嘴22，从此处以层流喷射到缓冲容器36的咖啡里，对于在咖啡上获得细小稳定的，“奶油”型的泡沫是有利的。不同的更多的特征能够提供来促进这种效果，不必使过滤垫18和衬垫支撑件15之间的自由容积有很大的增加，该增加将导致冲泡后可能留在该容积里的咖啡萃取液的数量增加，尤其如果制取相对较少的咖啡萃取液时。
为了进一步抵消任何紊流，例如，在朝着排出口19的径向方向上每个最里面的突起17的最大宽度设置在其长度的中间的径向外边是有利。优选的，如果在向外的方向上径向测量，最大宽度将是截面长度的60％至75％。
进一步帮助抵消喷嘴22上游区域的紊流的另一个特征是延长的截面，每一个都有最里面的端部23，其比相反的最外面的端部24尖锐。
为提高泡沫的稳定性，如果相邻的最里面的多个支撑突起17具有彼此面对的直壁部分25，26，且限制相邻突起17之间的通道27有一宽度“a”，“a”为常数或在朝着排出口19的径向方向上减小，将更加有利。
更明确的，如果最里面的支撑突起17的延长的截面有翼形或液滴形，对抵消喷嘴22上游区域的紊乱尤其有利。
支撑突起16，17的远端限定了支撑座30，衬垫或至少过滤垫18的下部壁当由支撑突起16，17支撑时沿着支撑座30延伸。在当前的例子中，这个支撑座30是平的，然而，其他形状，例如轻微弯曲或圆锥形，也是可能的。
如果至少在底部14围绕排出口19并与底部14的最外面的圆周29径向隔开的环形部分28中，底部14和支撑座30之间的距离朝着排出口19径向增加，尤其与最里面的具有在朝着排出口19径向方向延长的截面的支撑突起17相结合，但是也与最里面的任何其他形状的支撑突起相结合，对于抵消喷嘴22上游区域的紊流是有利的。这引起衬垫支撑件中心区域的咖啡萃取液的流动速度由于增加的截面而减小，此处流动速度足够高以致引起紊流，咖啡萃取液通过截面流向喷嘴22的上游区域。
为有选择地减小紊流有倾向发生并影响泡沫的形成处的流动速度，环绕排出口19的底部14在其环形部分27比径向位于环形部分14外面的底部部分14倾斜得更陡峭。
因为支撑突起16，17的最里面的突起17从环形底部部分27突起，在由于太快流入支撑突起17的圆周里面的中心区域造成紊流之前，流动速度尤其在最里面支撑突起17的圆周间的通道内被减小，此处通道的流动速度最高。
进一步发现，如果依靠咖啡流进入喷嘴22引起浓缩过程，对创造稳定的，细小的泡沫是有利的。为了这个目标，底部14在围绕排出口19的底部14的环形部分27也最好比在所述的环形部分27和排出口19之间的底部部分31(包括喷嘴22向上朝向的表面)倾斜得更陡峭。这种效果在当前的例子中尤其有力，因为底部14在倾斜的环形部分27和排出口19间具有平坦的部分31。
浓缩及其效果在图6中更详细地展示。在围绕排出口19并与其径向间隔的区域中，咖啡萃取液流32朝着排出口19径向流动，如宽箭头33所示。再向内，在排出口19的上游边缘34的区域中，咖啡流32围绕所述排出口19的上游边缘弯曲，如箭头组35所示。由于咖啡流32在排出口19的上游边缘34的区域内的向内径向速度，咖啡流32不沿喷嘴的表面进入排出口19，而在排出口19的上游边缘34处与喷嘴表面分离。这样排出口19的上游边缘34有效地形成分离边缘，其中，咖啡流32脱离了喷嘴表面。
这致使在排出口19内，形成射流39的咖啡流32不和排出口19的内表面接触。因此，它不被沿着表面的流体静力和流体动力阻力所扰乱，因此发现平稳射流39的获得对当咖啡萃取液冲击到喷嘴22下收集的咖啡萃取液池的表面时造成咖啡萃取液起泡非常有效。很清楚，在到达排出口的咖啡萃取液中的平稳的层流对在排出口19的上游边缘34连续有效的分离是重要的，结果导致有恒定能量和纯度的平稳射流39撞击喷嘴下游收集到的咖啡萃取液池，从而引起咖啡萃取液上形成均匀的，细小的泡沫。
从制造的观点看，为获得平稳的射流，仅分离边缘34需要陡峭和光滑并按相对窄的公差制造是有利的。排出口19的内表面和排出口下游端按相对宽的公差制造且不需要特别光滑。这种需要通过金属冲压的特点能得到特别好的满足，金属冲压允许以很低的成本和高的生产率制造喷嘴。如果排出喷嘴通过冲头从准备形成喷嘴上游面的一侧进入金属板坯来冲压，能相对容易地得到精确的，优选平坦的，圆形的光滑的分离边缘34。为形成排出口19，冲头沿着大约孔高度的三分之二处贯通金属，这样提供相对光滑的表面，因此保证了与紧密地经过排出口内表面上游区域的咖啡射流39接触。为形成排出口，沿着大约最后的孔高度的三分之一处，金属按照不太整齐的方式剪切，这导致相对粗糙的表面和毛边的形成。但是，在相对容易维修的公差界限内，这种不完整性不会扰乱咖啡流32，其在相当大的距离处沿着排出口19的内壁的下游部分通过。
为提供在排出口的前缘34处有效的流动分离，所述的边缘最好是陡峭的。通过从上游侧冲孔而不对边缘后处理使其更加或较小陡峭可获得的陡峭度通常是足够的。合适的陡峭度也可以通过其他方式获得，例如通过钻孔，研磨，或喷嘴的模铸造或注模。喷嘴也可以用陶瓷材料制造，只要足够精细能提供上游分离边缘34要求的光洁度。
为避免射流39在下游与分离边缘3隔开的区域中与排出口内表面接触，排出口19的高度最好比其最小的截面的宽度小，并且最好比其最小的截面的宽度的一半小。根据当前最优选的例子，排出口19有0.6至1.0mm的直径和0.2至0.4mm的高度，且分离边缘34的半径最好小于0.1mm。如果排出口19朝着其下游端向外张开，而不是如本例中恒定的截面，其可以更长，而不引起射流39和其内表面的接触。
图5示出根据本发明的衬垫支撑件65的一个可选的例子。根据这个例子，底部64逐渐向内倾斜并且朝向环形部分77离开支撑突起的远端，在环形部分77处底端64倾斜得更陡峭，以减小咖啡萃取液向喷嘴72上游区域流出的流动速度。喷嘴88有平坦的上游表面81，其形成底部64平坦的最里面的部分，因此获得了直接在喷嘴22上游的咖啡萃取液的有效的，泡沫增强的浓缩。

Claims (14)

1.一种用于饮料制造器的衬垫支撑件，其包括形成用于使饮料液体从支撑的衬垫(18)流出的挡板的底部(14；64)，在所述底部(14；64)里的用于使饮料液体通过所述底部(14；64)排出的排出口(19)，限制所述的排出口(19)的用于使从所述喷嘴(22，72)产生饮料液体射流的喷嘴(22，72)，及多个衬垫支撑突起(16，17)，其包括最里面的多个在所述排出口(19)周围圆周分布的位置上从所述底部(14；64)突起的所述支撑突起(17)，其特征在于，在朝向所述底部(14；64)的顶部平面视图中观察，至少所述最里面的多个支撑突起(17)中的一些具有相对所述排出口(19)在径向方向上延长的截面。
2.根据权利要求1中所述的衬垫支撑件，其中所述延长的截面每个具有在相对于所述排出口(19)径向方向上的长度，并且具有设置在相对所述排出口(19)的径向方向上的所述长度的中间径向外部的最大宽度。
3.根据权利要求1或2所述的衬垫支撑件，其中所述延长的截面每个具有最里面的端部(23)和最外面的端部(24)，最里面的端部(23)比最外面的端部(24)更尖锐。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的衬垫支撑件，其中所述最里面的多个支撑突起(17)中相邻的突起具有彼此面对的直壁部分(25，26)，这样限定了所述相邻突起(17)之间的通道(27；77)，其有固定或在朝着所述排出口(19)径向方向上减小的宽度。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的衬垫支撑件，其中所述的在相对所述排出口(19)径向方向上延长的截面具有翼形或液滴形。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的衬垫支撑件，其中所述支撑突起的远端限定用于支撑所述的衬垫(18)的支撑座(30)，其中所述底部(14；64)有最外面的周边(29)，且其中所述底部(14；64)和所述支撑座(30)间的距离至少在所述底部(14；64)围绕所述排出口并径向及向内与所述最外边的周边(29)间隔开的环形部分(28)中，在朝着所述排出口(19)的径向方向上增加。
7.根据权利要求6所述的衬垫支撑件，其中在所述底部(14；64)的所述环形部分(28)中，所述底部比径向位于所述环形底部部分(28)的外边的底部部分倾斜得更陡峭。
8.根据权利要求6或7所述的衬垫支撑件，其中所述最里面的多个支撑突起(17)从所述环形底部部分(28)突起。
9.根据权利要求6到8中的任一项所述的衬垫支撑件，其中在围绕所述排出口(19)的所述底部(14；64)的所述环形部分(28)中，所述底部(14；64)比在所述环形部分(28)和所述排出口(19)之间的底部部分倾斜得更陡峭。
10.根据权利要求6到8中的任一项所述的衬垫支撑件，其中所述底部(14，64)在所述环形部分(28)和所述排出口(19)之间有平坦的部分(31；81)。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的衬垫支撑件，其中排出口(19)有陡峭的上游分离边缘(34)，其形成从所述底部(14；64)到所述排出口(19)的过渡，当饮料液体流入排出口(19)时，用于引起饮料液体与排出口(19)分离。
12.一种起泡部件，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的衬垫支撑件(15；65)和位于喷嘴(22)的下游的缓冲容器(36)，用于保留一定缓冲数量的饮料液体，使得在运转时，饮料液体从喷嘴(22)喷射到一定缓冲数量的饮料液体里。
13.一种饮料制造器，其包括：
与冲泡室(13)相通的水加热和供给结构(45-47)，用于在压力下向所述冲泡室(13)供给热水；
根据权利要求12的起泡部件；及
与所述缓冲容器(36)相通的饮料分配通道，
其中衬垫支撑件(15；65)限定了所述冲泡室(13)的底面侧。
14.一种制备带有泡沫层的饮料的方法，其包括促使水通过衬垫(18)过滤壁的上游的颗粒或粉末及使用根据权利要求1到11中的任一项所述的衬垫支撑件(15；65)从衬垫(18)获得饮料的步骤，饮料液体流为使得在所述排出口(19)的直接上游区域中获得了层流模式。
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