CN214317792U - 用于产生奶泡的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于产生奶泡的装置，包括：管状的蒸汽喷枪，蒸汽喷枪具有向下开口的端部，用于伸入奶容器中；通过蒸汽管道与蒸汽喷枪连接的蒸汽发生器；设置在蒸汽管道上的文丘里喷嘴，空气供应管道接入文丘里喷嘴中；设置在蒸汽管道上位于文丘里喷嘴的上游的阀系统，以打开和关闭蒸汽管道，空气供应管道设有能够电动控制的空气阀，空气阀根据控制信号将通过文丘里喷嘴吸入的空气流限制在空气阀设定的体积流量上。空气阀构造成时钟控制的空气阀，空气阀根据周期式的切换信号打开和关闭，以产生具有平均体积流量的脉冲式空气流。还包括用于产生周期式的切换信号的控制电路，周期式的切换信号的频率和/或占空比可调节，以调整平均体积流量。

Description

用于产生奶泡的装置

技术领域

用于产生奶泡的装置技术领域，本实用新型涉及一种用于产生奶泡的装置，所述装置包括：管状的蒸汽喷枪，所述蒸汽喷枪具有向下开口的端部，用于伸入奶容器中；蒸汽发生器，所述蒸汽发生器通过蒸汽管道与所述蒸汽喷枪连接；设置在所述蒸汽管道上的文丘里喷嘴，空气供应管道接入所述文丘里喷嘴中；以及设置在所述蒸汽管道上位于所述文丘里喷嘴的上游的阀系统，以打开和关闭所述蒸汽管道。

背景技术

咖啡机通常配备有用于产生奶泡的装置，以便能够制备咖啡饮料，如卡布奇诺或拿铁玛奇朵。除了具有用于输出完成发泡的奶沫的奶系统的全自动咖啡机，通常还设有所谓的蒸汽喷枪，通过所述蒸汽喷枪可以输出蒸汽，利用所述蒸汽可以在外部将奶容器中的奶打发成奶泡。这里已知的是，向蒸汽流混入空气，所述空气是打发奶泡所需要的。由EP 1949 829 B1已知一种具有蒸汽喷枪的装置，在所述装置中，空气通过文丘里喷嘴吸入到蒸汽管道中。

此外还已知，除了蒸汽还使用压缩空气，以便使奶发泡。例如在EP 1 776 905 A1中记载了一种系统，在所述系统中，通过压缩机向蒸汽喷枪的蒸汽管道中供应时长分别为一秒的压缩空气脉冲。在EP 2 534 986 B1中记载了一种系统，在所述系统中，将压缩空气导入设定为用于产生蒸汽的热水器中。

使用压缩空气会带来这样的危险隐患，即，尤其是只对少量的奶进行发泡，在发泡时奶会从奶容器中喷出；但在通过文丘里喷嘴吸入空气时，也存在这样的问题，即，难以对空气与蒸汽的比例进行计量调整并且由此打发的奶泡不会获得希望的稠度和温度。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是，提供一种用于通过蒸汽喷枪产生奶泡的装置，所述装置在起泡性能上得到改善。

根据本实用新型，在前面提到的所述类型的装置中设定，所述空气管道上设有能够电动控制的空气阀，所述空气阀根据控制信号将通过文丘里喷嘴吸入的空气流限制在所述空气阀设定的体积流量上。

所述空气阀优选构造成时钟控制的空气阀，所述空气阀根据周期式的切换信号以打开和关闭，以产生具有平均体积流量的脉冲式空气流。这里所述的装置具有控制电路，以用于产生所述周期式的切换信号，这里为了计量空气供应或者说为了调整所述平均体积流量，所述周期式的切换信号的频率和 /或占空比可调节。

通过使用能够电动控制的、特别是时钟控制的空气阀，可以以简单的方式在发泡阶段的持续期间调整和改变供应给蒸汽流的空气量。这里，申请人的研究已经表明，与利用压缩空气或连续吸入的空气流实现的发泡结果相比，通过频率较高的脉冲式空气流出人意料地实现更好的发泡结果。

但备选地，所述空气阀也可以构造成马达驱动的连续阀，特别是设计成针阀。

在一个有利的改进方案中设定，为了打开和关闭所述蒸汽管道，所述阀系统至少具有两个打开阶段，通过所述打开阶段可以释放蒸汽流，所述蒸汽流至少具有较低的第一流速或较高的第二流速释放。以这种方式，对于较小的产品量以及在发泡过程开始时，使用具有较小流速的蒸汽流，由此，奶不会从发泡容器中喷出。相反，如果要对较大量的奶发泡并且特别是在相应的奶泡已经达到确定的体积之后，则可以提高蒸汽量。

这种阀系统优选可以构造成具有两个或多个能够电动控制的电磁阀，这些电磁阀相互并联。这里第一打开阶段通过仅打开一个所述电磁阀来实现第，而第二打开阶段通过打开至少两个所述电磁阀来实现。这种电磁阀作为集成的阀组可以经济地获得，在操作上简单，并且在运行上可靠。

使用能够电动控制的、时钟控制的空气阀和具有多个用于蒸汽流的打开阶段的阀系统使得，可以根据蒸汽流或其流速控制空气供应。这样有利的是，在用于较低蒸汽流量的打开阶段中，设定具有较低平均体积流量的空气流，在蒸汽流量较高时，通过相应地控制空气阀、特别是通过较长的打开阶段来提高空气供应。

分阶段地改变蒸汽流速的可能还使得，为了产生奶泡，首先在第一打开阶段中以具有较低流速的蒸汽流开始，接着，在预先设定的或可预先设定的时间段之后，以第二打开阶段打开所述阀系统，以便释放更高流速的蒸汽流。由此，防止起初还是液体的奶发生喷溅，在其体积提高之后，以提高的蒸汽量继续发泡。

此外，使用电动控制的、时钟控制的空气阀使得可以为了产生奶泡和加热奶，首先在发泡阶段，打开所述蒸汽管道上的阀系统并控制时钟控制的空气阀，以便通过所述空气供应管道将空气吸入蒸汽流中，并且在随后的再加热阶段，关闭所述空气阀，但保持所述蒸汽管道上的阀系统继续打开。由此，首先以富含空气的蒸汽使开始时凉的奶发泡，并且接着仅利用蒸汽继续加热奶。以这种方式防止了，将过多的空气引入奶泡中，由此使得奶泡形成大孔洞或发生塌陷。在再加热阶段，没有添加空气的蒸汽确保，之前引入的空气体积在奶泡中继续分布并细化，从而形成柔滑、细泡沫的、具有期望温度的奶泡。

在本实用新型的一个特别有利的改进方案中，在所述蒸汽喷枪上设置温度传感器，所述温度传感器测量周围液体的温度。这实现了对蒸汽导入的自动控制，直至实现期望的最终温度。这里特别有利的是，不仅控制所述蒸汽管道上的阀系统，而且还控制所述空气阀，以达到所述温度。特别是可以达到确定的、设定的或可设定的温度时对空气供应进行节流或关闭空气供应。这考虑到了这样的认知，即，在与原始的初始温度达到确定的温度差时直至当前的温度，在已知奶的热容量、已知蒸汽的温度和流量，以及在已知空气阀的占空比时，向要发泡的奶中引入能确定的空气量。这样就可以根据当前的温度确定，对于确定的要发泡的奶量是否已经导入了适当的空气量，并且在达到适当的空气量之后对空气供应进行节流。

相应地，在使用所述蒸汽喷枪上的温度传感器时，发泡阶段一直实施到达到可预先规定的第一温度，并且接下来的再加热阶段在降低或关闭空气供应的情况一直进行到可预先设定的第二温度。

文丘里喷嘴具有这样的结构，该结构按本身已知的方式具有设置在所述蒸汽管道上的狭窄部位和在狭窄部位中或狭窄部位后面不远处接入的空气管道，所述狭窄部位导致在所述狭窄部位蒸汽流速增加。在所述文丘里喷嘴，蒸汽流通过所述空气供应管道在周围的大气压力作用下吸入空气。由此可以省去压力源。在空气供应管道中附加地设置空气过滤器，但这种空气过滤器不是强制性必需的。

所述时钟控制的空气阀以在5至50Hz之间、优选在10至40Hz之间的高频率工作。申请人的研究已经表明，在使用这种较快的切换周期时，在对奶进行发泡时能实现最好的结果。可以改变切换频率，但这不是必需的。对空气量的调节在本实用新型的范围内优选通过调整占空比，即每个切换周期的打开时间长短来进行。

在本实用新型的范围内，作为蒸汽发生器优选使用具有电加热装置的热水器。在所述热水器中可以存放使常见的奶量发泡所需的足够大量的蒸汽。但作为蒸汽发生器也可以使用通过式加热器。

附图说明

本实用新型的其他优点和特征由下面参考附图对实施例的描述得出。这里：

图1示出根据本实用新型的发泡装置的示意图；以及

图2示出文丘里喷嘴的结构。

具体实施方式

在图1中示出的发泡装置具有蒸汽喷枪1，所述蒸汽喷枪通过阀系统2 与用作蒸汽发生器的热水器3连接。此外，在阀系统2与蒸汽喷枪1之间还设有文丘里喷嘴4，所述文丘里喷嘴也称为文丘里喷射器，空气供应管道5 接入所述文丘里喷嘴中，所述空气供应管道上设有快速切换的电磁阀6，即空气阀。

所述阀系统2包括三个并联的电磁阀2a、2b、2c，其中，或者使阀2a 单独打开，以便输出较小的蒸汽体积，或者三个阀全部打开，以便输出较大的蒸汽体积。相应地，电磁阀2a是能单独控制的，阀2b、2c是相互电连接的并且只能共同地控制。

热水器3具有两个单独的加热装置7a、7b，在示例性实施例中，每个加热装置具有2.8kW的加热功率并且能单独地控制和调节。由此一方面可以快速产生足够量的蒸汽。另一方面，在待机模式下可以良好地监控热水器3内部的温度和蒸汽压力。为此，热水器3具有温度传感器8以及液位传感器9，所述温度传感器在该实施例中设计成NTC(热敏)电阻，利用所述液位传感器确保了，在热水器3中装填了足够的水。当在热水器3内部超过最大允许压力时，泄压阀10打开。此外，在从热水器3通向阀系统2的蒸汽管道11 上连接有压力传感器12(压力计)，利用所述压力传感器测量蒸汽管道11 中的压力。

在蒸汽喷枪1上设有温度传感器14，所述温度传感器在该实施例中同样设计成NTC电阻。蒸汽喷枪1向下开口的端部设有蒸汽喷嘴1a，所述蒸汽喷嘴伸入奶容器中，以便使容纳在奶容器中的奶发泡。温度传感器14测量蒸汽喷枪1的端部上的温度并由此测量要发泡的奶的温度。温度传感器14 因此使得，可以根据奶温度直至实施到期望的最终温度来执行发泡过程。

为了调节通过空气供应管道5向文丘里喷嘴4的空气供应，用间歇式的信号、特别是矩形波信号控制空气阀6，并且以时钟频率例如为10至20Hz 的快速连续地打开和关闭空气阀。在使用适当的高频率电磁阀时，优选也可以以大约40Hz甚至更高的时钟频率进行切换。这里，为了控制通过文丘里喷嘴4添加给蒸汽流的空气量，调整占空比，即调整开启循环的开启时长与周期的比值。此外，如果仅应输出用于加热奶或用于再加热奶泡的蒸汽，也可以完全关闭空气供应。

对阀6的控制通过控制电路20进行。在所述控制电路上也连接有温度传感器14，利用所述温度传感器可以测量奶温度。此外，控制电路20还控制阀组2的电磁阀2a、2b和2c的打开和关闭。也可以通过控制电路20来控制热水器3的运行，为此目的，控制电路20控制加热装置7a、7b并且获取温度传感器8、液位传感器9以及压力计12的信号。

为了在发泡过程开始时使得奶不会喷出，有利的是，控制电路20首先只打开阀组2的阀2a，从而向蒸汽喷枪1输出较小的蒸汽流。同时，可以以较小的占空比控制打开所述阀6，从而向蒸汽添加较少的空气。只要奶开始发泡并且在体积上略有扩大，则可以附加地通过阀2b、2c添加蒸汽，就是说，以较高的体积流量输出蒸汽。通过阀6，可以通过增大占空比来相应地增加空气供应。

在奶容器中达到一定的温度之后，在该实施例中达到65℃之后，通过阀6关闭空气供应。现在，仅还输出蒸汽，以便进一步加热和细化奶泡。这在该实施例中一直进行到75℃的温度。接下来，关闭所有的蒸汽阀2a、2b、 2c并且结束发泡过程。控制电路20这里根据温度并且基于经验值自动识别，应在哪个时刻关闭空气阀6。

控制电路20根据温度上升识别到，是应仅对较少量的奶进行发泡还是应对较大量的奶进行发泡。就是说，如果设置在蒸汽喷枪1下面的容器中容纳较少的奶，则与奶量较大时相比，仅打开阀2a时对于较小的蒸汽供应就已经发生了快速的温度上升。因此，当仅应使较少的奶量发泡时，并且相应地识别到了快速的温度上升，控制电路20可以决定，使用于额外添加蒸汽的阀2b、2c关闭。这里，该措施有助于防止奶发生喷溅。

在图2中再次详细示出文丘里喷嘴4的原理。蒸汽供应管道连接在文丘里喷嘴4的上端部4a上。所述蒸汽供应管道向狭窄部位4b逐渐变窄，接头 4c通入所述狭窄部位，在所述接头上连接空气供应管道5。在所述上端部4a 流入的蒸汽流15由于所述狭窄部位4b发生加速并由于文丘里效应在侧向通入的入口4c处产生负压，通过所述负压，在空气阀6打开时吸入空气流16 并且所述空气流与蒸汽流15一起在文丘里喷嘴4的下端部4d处输出。这个工作原理与喷水泵的原理相对应。

所说明的用于产生奶泡的装置优选安装在餐饮业领域的咖啡机中，特别是安装在浓缩咖啡机或其他台式咖啡机中。热水器3这里可以同时用于输出用于茶或用于冲泡新鲜咖啡饮料的热水。同样，带有热水器3的蒸汽系统可以保持与咖啡机的冲泡装置分开并可以给所述冲泡装置设有单独的热水发生器。此外，所述用于产生奶泡的装置当然也可以构造成单独的附加设备。

Claims (8)

1.一种用于产生奶泡的装置，包括：管状的蒸汽喷枪(1)，所述蒸汽喷枪具有向下开口的端部(1a)，用于伸入奶容器中；蒸汽发生器(3)，所述蒸汽发生器通过蒸汽管道(11)与所述蒸汽喷枪(1)连接；设置在所述蒸汽管道(11)上的文丘里喷嘴(4)，空气供应管道(5)接入所述文丘里喷嘴中；以及设置在所述蒸汽管道(11)上位于所述文丘里喷嘴(4)的上游的阀系统(2)，以打开和关闭所述蒸汽管道(11)；

其特征在于，

所述空气供应管道(5)上设有能够电动控制的空气阀(6)，所述空气阀根据控制信号将通过所述文丘里喷嘴(4)吸入的空气流限制在所述空气阀(6)设定的体积流量上，

所述空气阀(6)构造成时钟控制的空气阀(6)，所述空气阀根据周期式的切换信号打开和关闭，以产生具有平均体积流量的脉冲式空气流，并且所述装置设有控制电路(20)，以用于产生周期式的切换信号，所述周期式的切换信号的频率和/或占空比可调节，以调整所述平均体积流量。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空气阀(6)构造成马达驱动的连续阀。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀系统(2)至少具有两个打开阶段，所述装置通过所述打开阶段可选择性地释放蒸汽流，所述蒸汽流至少具有较低的第一流速或具有较高的第二流速。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述阀系统(2)具有两个或多个能够电动控制的电磁阀(2a、2b、2c)，所述电磁阀相互并联，并且第一打开阶段通过仅打开所述电磁阀(2a)来实现，而第二打开阶段通过打开至少两个所述电磁阀(2a、2b、2c)来实现。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述控制电路(20)构造成，控制所述时钟控制的空气阀(6)，使得所述阀系统(2)在第一打开阶段打开期间，具有较低的平均体积流量的空气流被吸入，所述阀系统(2)在第二打开阶段打开期间，具有较高的平均体积流量的空气流被吸入。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述蒸汽喷枪(1)上设置温度传感器(14)，所述温度传感器测量周围液体的温度，并且控制电路(20)构造成，根据测量的温度控制所述空气阀(6)。

7.根据权利要求3所述的装置，其中，在所述文丘里喷嘴(4)，所述蒸汽流(15)通过所述空气供应管道(5)在周围的大气压力作用下吸入空气。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述蒸汽发生器构造成具有电加热装置(7a、7b)的热水器(3)。

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