DK151175B - Fremgangsmaade ved oploesning af pulver i et vaeskevolumen og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

151175 i

Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde ved opløsning af en portion hurtigt opløseligt pulver, f.eks. kaffepulver, i et væskevolumen, som udviser en relativt stor overflade i et blandekammer. Blandekammeret indgår 5 typisk som en komponent i en maskine til automatisk blanding af de nævnte medier, f.eks. en kaffeautomat.

For eksempel fra USA patentskrift nr. 3 300 094 kendes der en kaffeautomat, der er indrettet til at kunne blande en forud bestemt mængde varmt vand og en forud be-10 stemt mængde kaffepulver til fremstilling af en kop kaffe, når der indkastes en mønt i apparatet. Det nævnte samt andre kendte apparater har den ulempe, at en effektiv opløsning af pulveret i vandet tager relativt lang tid (typisk 5 sekunder for en kop kaffe) på grund af de be-15 nyttede metoder til indføring af de to medier i blandekammeret. Typisk fremføres pulveret ved hjælp af en snegl og falder ned i blandekammeret, medens vandet indføres som en stråle i kammeret.

Formålet med opfindelsen er at angive en fremgangsmåde 20 af den omhandlede art, ved hvilken der opnås en væsentlig reduktion af den nødvendige tid til opløsning af pulveret i vandet, specielt ved opløsning af enkeltvise portioner (f.eks. 1 kop kaffe). Dette formål opnås ved, at fremgangsmåden udøves som angivet i krav l's kende-25 tegnende del, idet det har vist sig, at der ved denne teknik kan blandes en enkelt kop kaffe i løbet af ca.

1 sekund. Denne teknik er baseret på en forbedring af den fra norsk patent nr. 62 000 kendte fremgangsmåde, hvorfra det er kendt at opløse pulver i vand ved at bi-30 bringe vandet en stor overflade og at fordele pulveret over denne overflade.

Det vil kunne forstås, at når der er tale om en varm 2 151175 drik, vil vandet være næsten kogende, således at der på grund af den store vandoverflade i blandekammeret vil blive frigivet en relativt stor mængde damp. Det er velkendt, at damp er en ulempe, idet der kan afsættes 5 fugt specielt omkring midlerne til afgivelse af kaffepul-veret, således at disse midler tilstoppes. Fra det tidligere nævnte amerikanske patentskrift kendes der en metode til udluftning af blandekammeret således, at den fugtige luft suges ud gennem blandekammerets bund og ikke 10 kommer i nærheden af fugtfølsomme dele i apparatet.

Opfindelsen er således baseret dels på den erkendelse, at udluftningen kan gøres så effektiv, at den i forbindelse med fremgangsmåden nødvendige store vandoverflade ikke medfører nogen ulemper, men alene medfører den fra 15 det norske patentskrift i og for sig kendte fordel, og dels, at den fra det norske patentskrift kendte doseringsteknik ikke kan bringes til at fungere i praksis, når der skal opløses små pulverportioner enkeltvist. Nærmere betegnet er det ved den kendte teknik ikke muligt at sprede 20 en lille portion pulver både hurtigt og ensartet, idet en spredning normalt udviser et ikke reproducerbart begyndelsesforløb. Ved netop at udnytte den luftstrømning gennem blandekammeret, som i princippet er kendt fra det nævnte amerikanske patentskrift, til at medvirke til 25 styring og spredning af pulveret har det vist sig, at der kan opnås en hurtig og ensartet fordeling af en lille pulvermængde, således at der ved kombination af de nævnte teknikker samt ved udnyttelse af den indblæste lufts styrende effekt på pulverets fordeling opnås et 30 overraskende godt resultat.

Krav 2 angiver foretrukne enkeltheder ved frembringelse af det i og for sig kendte, udstrakte væskelag. Hvis der skal blandes flere kopper kaffe i træk, kan vandet 3 151175 eventuelt strømme jævnt gennem blandekammeret, men i alle tilfælde er det en forudsætning for opfindelsen, at pulveret afgives intermitterende. Netop ved denne driftstilstand, som er en forudsætning for at blande en 5 enkelt kop kaffe, opnås der en væsentlig reduktion af blandetiden, og nedsættelsen af blandetiden i forhold til den kendte teknik er så stor, at en tilsyneladende kontinuerlig blanding (ved fremstilling af mange kopper kaffe) kan tilvejebringes ved en hurtig række af inter-10 mitterende doseringer ifølge opfindelsen.

Opfindelsen angår endvidere et apparat til udøvelse af fremgangsmåden og af den i krav 4's indledning angivne art.

Apparatet er ejendommeligt ved de i krav 4's kendeteg-15 nende del angivne foranstaltninger, som i kombination medfører den ovenfor forklarede, overraskende virkning. Blandekammeret har typisk form som et fladbundet kar, — hvilket vil blive omtalt senere, men kunne også have form som et trug, således at blandekammerets bund er 20 cylindrisk eller kugleformet. Udformningen af blandekammerets bund er i princippet kun begrænset af mulighederne for at tilføre væske således, at der i et øjeblik er tilvejebragt et relativt tyndt væskelag, som dækker blandekammerets bund, og er begrænset af, at 25 det er muligt at sprede pulveret jævnt over væskeoverfladen ved hjælp af luftstrømmens fordelende virkning på pulveret.

Midlerne til indføring af væsken er fortrinsvist udformet som angivet i krav 5, medens krav 6 angiver fore-30 trukne enkeltheder ved blandekammeret ifølge opfindelsen. Det har i praksis vist sig, at det i krav 6 nævnte, jævne fald kan udformes således, at der opnås et rela- 4 151175 tivt tyndt, sammenhængende væskelag over hele blandekam-merets bund. I krav 7 er der angivet en foretrukken udførelsesform for midlerne til afgivelse af pulveret.

Disse midler er en videreudvikling af et i og for sig 5 kendt doseringsorgan, som er anført i indledningen til krav 7. Derved opnås der, at pulveret afgives effektivt på meget kort tid, hvor afgivelsen kan gøres særligt effektiv ved, at doseringsorganets hulrum er udformet som angivet i krav 8, idet netop denne konstruktion sam-10 virker godt med luftstrømmens styrende indvirkning på spredningen af pulveret. Det vil kunne forstås, at der kan forefindes et eller flere hulrum i en enkelt cylinder, og at der endog kan benyttes to eller flere cylindre samtidigt i forbindelse med, at arealet for blandeskålens 15 bund kan forøges tilsvarende, og i forbindelse med, at indsugningsåbningerne for luftstrømmen gennem blande-kammeret udbygges til fortsat at sikre den ensartede, momentane fordeling af pulveret.

Blandeskålen kan med fordel være forsynet med de i krav 20 9 nævnte mellemkamre, som har en i brugsstillingen opad vendende åbning. Under driften vil sidstnævnte åbning være placeret under en studs, gennem hvilken den ovennævnte væskemængde afgives, f.eks. fra et reservoir, hvorved der opnås den fordel, at blandekammeret kan træk-25 kes ud som en enhed af apparatet med henblik på rengøring eller eventuel udskiftning. Blandekammeret kan atter indføres i apparatet ved en enkel operation, således at det ved den foretrukne udførelsesform ikke er nødvendigt at forbinde det med slanger for vandtilførsel, 30 udsugning eller kaffeudløbet.

Krav 10 angiver en hensigtsmæssig udformning af apparatet til udøvelse af fremgangsmåden, hvorved der samtidig opnås et effektivt "tæppe" af tør luft omkring selve do- 5 151175 seringscylinderen.

Ved en foretrukken udførelsesform for placeringen af indsugningsåbningerne er disse anbragt som et par udenfor de i krav 10 nævnte spalter beliggende rækker af 5 huller, jfr. den følgende beskrivelse.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende beskrivelse af en foretrukken udførelsesform, idet der henvises til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en kaffeautomat, som er forsynet 10 med et blandingsaggregat ifølge opfindelsen, fig. 2 og 3 . viser snit gennem en foretrukken udførelses-form for et blandingsaggregat, medens fig. 4- og 5 viser tilsvarende snit til forståelse af apparatets virkemåde.

15 Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret i forbindelse med en kaffeautomat af den på fig. 1 viste art. Kaffeautomaten omfatter et kabinet 1, som udvendigt har et møntindkast 2 og en åbning 3 til optagelse af et krus 4 for modtagelse af varm kaffe fra automaten.

20 Ved 5 er der angivet en lem, som tillader, at automatens blandekammer, som senere vil blive beskrevet, kan trækkes ud af automaten.

På fig. 1 er der endvidere vist de principielt vigtige komponenter inde i kabinettet 1. Disse komponenter om-25 fatter en vandbeholder 6 og en beholder 7 for kaffe-pulver. Vandet og kaffepulveret blandes i et aggretat 8, som kan trækkes ud gennem lemmen 5, og som bagtil har forbindelse med en udsugningsmanifold 9, som via en slange 10 er forbundet med en ventilator 11. Formålet 30 med ventilatoren er at suge vanddamp ud af aggregatet 8, 6 151175 idet der suges luft ind gennem den på fig. 1 viste rist 12, hvilken luft ifølge opfindelsen udnyttes til at påvirke spredningen af pulver fra et pulvermagasin og suges gennem aggregatet 8, hvor luften blandes med vand- 5 damp, hvorefter blandingen blæses ud gennem en slange 13. Endelig er der ved 14 antydet en kasse, som indeholder de elektriske styrekredsløb for automaten.

Nærmere betegnet angår opfindelsen blandeaggregatet 8, og opfindelsen er således ikke afhængig af det på 10 fig. 1 viste eksempel på en kaffeautomat. F.eks. til brug i restaurationskøkkener vil møntindkastet 2 være erstattet af en knap for bl.a. valg af det ønskede antal kopper kaffe, idet åbningen 3 er tilstrækkelig stor til at kunne optage en kaffekande. I store køkkener 15 kan visse dele, f.eks. vandbeholderen, ventilatoren og de elektriske styrekredsløb være fælles for flere blandeaggregater 8, hvilket vil kunne forstås af den følgende forklaring af en foretrukken udførelsesform for blandeaggregatet 8 med tilhørende kaffebeholder 7.

20 I forbindelse med fig. 2.. og 3. vil den konstruktive udformning først blive forklaret, hvorefter apparatets virkemåde vil blive forklaret ved hjælp af de følgende figurer. Figurerne 2,4 og 3,5 viser snit langs de viste linier henholdsvis 11 — 11 og III — III.

25 Som det fremgår af figurerne omfatter blandeaggregatet 8 et hus 15, som indeholder en opsamlingstragt 16 og et blandekammer 17, hvilke dele fortrinsvis består af plast, som er blæsestøbt eller sprøjtestøbt. Opsamlings-tragten 16 hviler på nogle støtteben 18 i huset 15, 30 og blandekammeret 17 har form som et kar, der foroven har en rundtgående, i brugsstillingen vandret flange 19, hvis ydre kant hviler mod en ombukket kant af husets 15 øvre rand. De nævnte kanter passer ind i et spor i et par skinner 20, 21, som er fastgjort på undersiden 7 151175 af beholderen 7 således, at blandeaggregatet 8 kan trækkes ud som en skuffe, f.eks. når blandeaggregatet skal rengøres. Blandekammeret 17 er sammenhængende med et mellem-kammer 22, som har en opadvendt åbning 23, og står i 5 forbindelse med blandekammeret 17 via en smal slids 24. I brugsstillingen flugter åbningen 23 med en slange 26, som via en magnetventil 27 står i forbindelse med vandbeholderen 6.

Beholderen 7 omfatter et kaffepulvermagasin, hvis bund 10 omfatter et par modstående, skrå vægge 28, 29, som ved hjælp af ikke viste pakninger slutter tæt til overfladen af en drejelig doseringscylinder 30. Under hver af de skrå vægge 28, 29 er der tilvejebragt et i hovedsagen lukket hulrum ved hjælp af en skærmplade 31, hvilket 15 hulrum tjener som indsugningsmanifold for luft, der trækkes gennem blandeaggregatet og ud gennem udsugningsmanifolden 9 via et filter 32. Luften suges ind gennem huller 33, 34 og ned i blandekammeret 17 via nogle huller 35A og 35B og et par smalle slidser 36A og 36B, som 20 er defineret mellem skærmpladen 31 og doseringscylinderen 30. Derefter strømmer luften ud gennem en spalte 37 i blandekammerets 17 bund og ud gennem filteret 32, idet der er luftpassage mellem blandekammeret 17 og opsamlingstragten 16. Luften kan med fordel indsuges 25 via slanger 42, som er forbundet med en kappe 43 i direkte varmeledende kontakt med vandbeholderen 6, hvorved indsugningsluften kan forvarmes ved passage gennem kammeret 43, således at luftstrømmen gennem slidsen 36, foruden den senere forklarede pulverstyrende effekt, yder en 30 beskyttelse mod, at der kan afsættes kondens på doserings-cylinderen 30.

Doseringscylinderen 30 har en aksel, som er lejret i et par modstående vægge af beholderen 7, og som til den ene side er forsynet med et tandhjul 38, som er 35 i indgreb med et tandhjul 39 i en aktiveringsmekanisme 8 151175 40. Mekanismen 40 er indrettet til at kunne dreje cylinderen 30 en halv omdrejning, hvorved det kaffepulver, som er indeholdt i en langsgående slids 41 i doserings-cylinderen, afgives til blandekammeret 17. Pulveret 5 kan således afgives hurtigt i små portioner (svarende f.eks. til en kop kaffe), hvilket ikke hidtil har kunnet kombineres med en helt jævn fordeling af pulverportionen over væskeoverfladen. Ved ifølge opfindelsen at udnytte luftstrømmen gennem blandekammeret til at påvirke pulver-10 fordelingen er det nu muligt at fordele små pulverportioner intermitterende og meget jævnt over væskeoverfladen .

Virkemåden vil nu blive nærmere forklaret under antagelse af, at der skal frembringes en enkelt kop kaffe. Det 15 første der sker er, at magnetventilen 27 lukkes op i et forud bestemt tidsrum, således at mellemkammeret 22 hurtigt fyldes med varmt vand på f.eks. 95 °C. Fra mellemkammeret 22 vil vandet strømme gennem slidsen 24 og ind i blandekammerets 17 bund, som hælder således, 20 at det dels udviser et fald bort fra slidsen 24 og dels et fald i retning mod spalten 37. Slidsen 24 er defineret ved hjælp af en i højden justerbar vinkelskinne 44, således at hele blandekammerets bund et kort øjeblik er dækket af et tyndt lag vand. På fig. 4 og 5 er 25 situationen vist, hvor alt vandet endnu ikke er løbet ud af mellemkammeret 22. Når alt vandet er løbet ud af mellemkammeret og som tidligere nævnt i et kort øjeblik dækker hele blandekammerets bund, aktiveres drivmekanismen 40, således at doseringscylinderen 30 hurtigt 30 drejes en halv omdrejning til den på fig. 4 viste stilling, hvorved der afgives en forud bestemt mængde kaffe-pulver, der er antydet ved 47, og som under indvirkning af luftstrømmen gennem blandekammeret fordeles ensartet i form af et tyndt lag hen over vandoverfladen, som 35 dækker hele blandekammerets bund. Ved denne metode opløses pulveret praktisk taget momentant og inden vandet som 151175 9 følge af blandekammerets skrånende bund strømmer ud gennem spalten 37 og ned i opsamlingstragten 16, hvorfra det ledes til en afgangsåbning 45, som i brugsstillingen er beliggende lodret over det på fig. 1 viste krus 4.

5 Ved hjælp af skærmpladen 31 styres luftstrømmen således, at den medvirker til den ønskede, ensartede fordeling af kaffepulveret over blandekammerets bund, dels som følge af spalterne 36A og 36B, hvor luftstrømmen gennem disse samtidig sikrer mod kondensdannelse på doserings-10 cylinderen 30, og dels gennem de to rækker af huller 35A og 35B, som strækker sig parallelt med doserings-cylinderen 30. Det vil kunne forstås, at der afgives en del vanddamp i blandekammeret 17 som følge af vandets store overfladeareal, hvilket imidlertid ikke giver 15 nogen problemer på grund af den beskrevne effektive luftgennemstrømning, som er vist ved pile på fig. 4 og 5.

Det skal endvidere bemærkes, at spaltens 37 plan er skråt beliggende i forhold til blandekammerets 17 bund, 20 som derved udviser en læbe 46. Derved afbøjes luftstrømmen gennem spalten 37 til siden (mod venstre på fig.

2 og 4), hvilket medfører, at det vand, som forlader underkanten af læben 46 i begyndelsen er relativt upåvirket af luftstrømningen og falder ned som et "vand-25 gardin" i hvert fald så langt, at det effektivt hindres, at der kan afgives kaffepulver fra doseringscylinderen 30 direkte gennem spalten 37, uden at dette kaffepulver har været i berøring med vandet.

Den ovenfor beskrevne udførelses form udviser en yderligere 30 fordel, nemlig at blandekammeret er meget let at udtage af apparatet i tilfælde af rengøring eller udskiftning.

Med henvisning til fig. 4 er huset 15, opsamlingstragten 16 og blandeskålen 17 anbragt udtrækkeligt i skinnerne 10 151175 20, 21, og det er derfor væsentligt, at mellemkammeret 22 (fig. 3 ) er beliggende under slangen 26, som i brugsstillingen er beliggende lodret over åbningen 23 i mellemkammeret. Ligeledes er det vigtigt, at udsug-5 ningsmanifolden 9 er indrettet til at optage den bageste åbne ende af huset 15, som i brugsstillingen omsluttes lufttæt af en rundtgående krave 48 på udsugningsmanifolden 9. Som det fremgår af figurerne kan filteret 32 være anbragt i den nævnte åbne ende af huset 15, hvorved 10 der opnås den fordel, at også filteret kan renses eller udskiftes, når huset 15 trækkes ud af apparatet.

Claims (10)

151175 Patentkrav :

1. Fremgangsmåde ved opløsning af en portion hurtigt opløseligt pulver, f.eks. kaffepulver, i et væskevolumen, som udviser en relativt stor overflade i et blande-kammer, kendetegnet ved, at pulveret afgives 5 og spredes ved intermitterende operationer, og at en til en i og for sig kendt bortsugning af væskedamp nødvendig luftstrøm ledes ind i blandekammeret (17) således, at luftstrømmen medvirker til en jævn fordeling af pulveret over væskeoverfladen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der benyttes et blandekammer (17), hvis bund har et i forhold til nævnte væskevolumen relativt stort overfladeareal, og at væsken indføres hurtigt fra mindst én af blandekammerets (17) sider således, at blandekam- 15 merets (17) bund er dækket af et sammenhængende væskelag i et forudbestemt tidsrum, inden for hvilket pulveret spredes i hovedsagen ensartet over væskelaget.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den forudbestemte væskemængde udledes portions- 20 vis svarende til en operation for spredning af pulveret.

4. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, og omfattende et blandekammer (17), der er indrettet til at kunne modtage et væskevolumen samt en mængde hurtigt opløseligt pulver, f.eks. et kaffepulver, og 25 som indeholder midler til bortsugning af væskedamp, kendetegnet ved, at blandekammerets (17) bund har et i forhold til nævnte væskevolumen relativt stort overfladeareal, og at der findes midler (22-24) til på i og for sig kendt måde at indføre væsken i blande- 30 kammeret (17) i form af et relativt tyndt væskelag, der i det 151175 væsentlige dækker blandekammerets (17) bund i et forudbestemt tidsrum, og at der findes midler (30), der er indrettet til at afgive og sprede pulveret over væskelaget ved en operation inden for nævnte tidsrum, samt 5 at der i blandekammeret findes indsugningsåbninger (35A, B, 36A, B) for den til bortsugning af væskedamp nødvendige luftmængde, hvilke åbninger er placeret således, at den indstrømmende luft medvirker til en jævn fordeling af pulveret over væskeoverfladen.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at midlerne til indføring af væsken omfatter en smal slids (24), som er beliggende langs i det mindste én af blandekammerets (17) begrænsningssider og flugter med blandekammerts bund.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at blandekammerets (17) bund er i det væsentlige flad og rektangulær, og at der findes en enkelt slids (24) langs den ene sidekant for indføring af væsken i blandekammeret, samt at der i blandekammerets bund findes en 20 på tværs af nævnte sidekant beliggende, aflang spalte (37) til bortledning af væsken indeholdende opløst pulver, hvorhos blandekammerets bund i brugsstillingen udviser et jævnt fald i retninger dels vinkelret bort fra slidsen og dels vinkelret imod spalten.

7. Apparat ifølge krav 4, og hvor midlerne til afgivel se af pulveret omfatter mindst én om sin akse drejelig cylinder (30), som er beliggende over blandekammeret og lukker for en åbning i bunden af en tragt (28, 29), som indeholder pulveret, hvilken cylinder har mindst ét 30 hulrum, som er åbent ud mod cylinderens overflade, og som ved drejning af cylinderen kan bringes til at ligge henholdsvis inden for og uden for tragten, kende 151175 tegnet ved, at blandekammerets bund er rektangulær, og at cylinderen og det tilhørende hulrum strækker sig hen over blandekammeret i hovedsagen over dettes fulde længde.

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at hulrummet strækker sig parallelt med et diametralplan for cylinderen i afstand fra dette plan.

9. Apparat ifølge ethvert af kravene 4-8, kendetegnet ved, at blandekammeret er sammenhængende 10 med et uden for blandekammerets bund beliggende mellem- kammer (16), som står i forbindelse med blandekammeret via nævnte slids (37) eller slidser, og at mellemkammeret har en i brugsstillingen opad vendende åbning.

10. Apparat ifølge ethvert af kravene 7-9, kende- 15 tegnet ved, at der mellem tragten og blandekamme ret findes en med cylinderens akse parallel skærmplade (31), som har en slids til optagelse af den underste del af cylinderen således, at der mellem cylinderen og slidsens kanter er tilvejebragt en smal spalte 20 (36A, 36B) for indsugning af luft til blandekammeret.