JP2012519046A - ミルク泡を生成するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、蒸気および空気を用いてミルク泡を生成するための装置（１１）に関し、吸引作用を実現するための収束−分岐型ノズル（２）を備える。ミルク供給ライン（４）は、吸引作用によってミルクをミルク容器（５）からノズル（２）に吸込むことができるようにノズルに接続される。ノズル（２）は、射出成形プロセスにおいて作成される一体型の構成要素として設計され、ノズル入口開口部（１４）と、ノズル出口開口部（１７）と、ミルク吸込継手２０の形状をしたミルク供給ライン接続部とを備える。空気入口は、流れの方向に対してノズル（２）のノズル入口開口部（１４）の前方に位置する。制御可能な空気ポンプ（６）を設けることにより、空気を蒸気供給ライン（３）に投入する。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の、ミルク泡を生成するための装置に関する。このタイプの装置を用いて、カプチーノまたはラテマキアートなどのコーヒー飲料のためのミルク泡を生成することができる。この装置は、コーヒーメーカを含む構成の一部をなし得る。しかしながら、言うまでもなく、独立型の機械として当該装置を設計することも可能である。

ミルク泡を生成するためのシステムは比較的長期間にわたって用いられてきた。一般的なタイプと同等の装置が、ＷＯ２００５／１０２１２６Ａ２に開示される。上記文献に記載されるコーヒーメーカには、ミルク容器とミルクを泡立たせるためのベンチュリ型ノズルとを備えた可動部をドッキングさせることができる。ノズルは、蒸気用のノズル入口開口部と、空気入口と、ミルク入口と、ノズル出口開口部とを備える。吐出開口部を形成している角度のあるパイプ部品（Winkel-Rohrstueck）はノズル出口開口部に固定される。ミルク泡を生成するのに必要な空気は、周囲空気として得ることができ、吸引作用を用いてノズルに吸込まれる。この装置の１つの不利点は、たとえば、給気の開始および調節が比較的複雑になってしまう点である。結果として、しばしば、ミルク泡と、これによりコーヒー飲料／乳飲料の質とが比較的高い要件を満たせなくなってしまう。たとえば、実際には、この装置を用いて生成されるミルク泡の温度を制御することが比較的困難であることが判明した。特に、この装置は設計が比較的複雑になってしまう。このことは、特に、多部品で設計されるミルク泡立てノズル（Milchschaeumer-Duese）に関係している。したがって、ノズルは使い捨て部品としては適していないだろう。

ＥＰ１７０７０９０は、混合要素を備えた、ミルク泡を生成するための装置を開示する。混合要素は、蒸気供給ラインに接続可能な少なくとも１つの蒸気入口管と、ミルク供給ラインに接続可能なミルク入口管と、分配ラインに接続可能な分配管と、さらに、空気入口管とを備える。しかしながら、ミルクのための吸引作用を引起こすためのノズルは設けられていない。ミルクは、必然的にポンプによって供給される。

最後に、ＤＥ４４４５４３６は、ミルクを泡立たせるための泡立て装置を開示する。ノズル部分に加えて、上記泡立て装置は、蒸気用の供給ラインと、空気用の供給ラインと、ミルク用の供給ラインとを備えており、これらの供給ラインは混合領域において結合されている。空気用の供給ラインは、制御可能な態様で空気中に送風するための圧縮空気源に接続される。空気が蒸気ラインに吹付けられる位置は、この場合、ノズル部分の上流であってもよい。しかしながら、上記装置は小型であり、オペレータにとって扱い易いものではない。このことに関係なく、ノズル部分の洗浄には問題が生じる。

したがって、本発明の目的は、公知の文献の不利点を回避することであり、特に、ミルク泡を生成するために行なわれる給気を単純な態様で変えることができる、導入部において記載されたタイプの装置を提供することである。特に、当該装置は、給気を有利な態様で制御および調節することを可能にするよう意図されたものである。当該装置はまた、単純な設計および衛生状態の改善によって特徴付けられるよう意図されたものであり、ユーザにとって使い易くなるよう意図されたものである。

本発明に従うと、これらの目的は、請求項１の特徴を呈する装置によって達成される。ミルク泡を生成し、場合によってはミルクを加熱するための装置は、蒸気供給ラインを備え得る。この蒸気供給ラインには、ノズル入口開口部を備えたノズルを、流れ方向に接続することができる。ノズルは、ノズル管（Duesenkanal）を有し得る。当該ノズル管の断面は、ノズル入口開口部から狭窄した管区域へと先細になっている。さらに、管断面は、ノズル出口開口部の方向に向かって広がっていてもよい。ミルクは、狭窄した管区域において加速された流れによって生成される吸引作用を用いて、ミルク容器からノズルに吸込むことができる。ノズル内ではなくノズル外に位置する空気入口によって多数の利点がもたらされる。たとえば、ノズル自体を単純に設計することができる。しかしながら、空気入口が局所的に変位することによっても、制御および調節に関する利点が得られる。さらに、本発明に従った構成はまた、装置のうちほんのわずかな部分または区域しかミルクと接触しないので、衛生上、好ましい効果をもたらす。

当該装置は、蒸気供給ラインに空気を投入するために、空気供給ライン手段によって空気入口開口部に接続されるかまたは接続可能な空気ポンプを備える。空気供給ライン手段は給気ラインであり得る。このタイプのラインはホースとして設計することができる。しかしながら、バルブも、実現可能な空気供給ライン手段である。給気は、このように、蒸気供給ラインに空気ポンプを接続することによって特に単純な態様で設定および制御することができる。当然ながら、（ミルク泡を生成することなく）ミルクを加熱することができるように当該装置を動作させることもできる。空気ポンプは、たとえば、ダイヤフラムまたは圧縮空気ポンプであってもよい。

当該装置を据置き型の機器構成要素と可動型のノズル構成要素とに分割すると、泡の形成に必要とされる制御可能な要素を実質的にすべて機器ハウジングに収容させることができ、結果として、ミルク容器および／またはノズルの取扱いに悪影響が及ぼされることがなくなるという有利な効果が得られる。たとえば、導入部において引用されたＷＯ２００５／１０２１２６とは異なり、ノズル構成要素において給気を制御する必要がないので、ノズル自体の設計を極めて単純にすることができ、ノズルを必要に応じて使い捨て部品として設計することもできる。不十分な泡形成につながる恐れのある誤った操作が確実に除外される。

クレームに記載された装置に関して、「据置き型（stationary）」および「可動型（mobile）」という語は、たとえば洗浄の目的で機器構成要素からノズル構成要素を取外すことができ、かつ、機器構成要素が常に同じ位置にある状態でノズル構成要素を再挿入することができることを意味する。しかしながら、当然、機器構成要素の位置をいつでも容易に変更することができるという意味で、当該機器構成要素も可動型であり得る。しかしながら、内蔵型の装置も、たとえば複合型の台所用機器において実現可能である。この場合、「ミルク供給ライン」という語は、その長さに関係なく、ノズルに開口しているいずれかの固定されたラインまたは可撓性のあるラインとして理解されるだろう。

装置が制御手段を備えており、これによって、蒸気供給ライン内の蒸気／空気混合物の混合比を予め特定するための空気ポンプを制御することができれば、特に有利であり得る。制御手段はマイクロプロセッサを含み得る。したがって、給気を容易に変更することができ、結果として、さまざまな乳飲料、ならびにカプチーノおよびラテマキアートなどのコーヒー／乳飲料を、単純な態様で高品質に調製することができる。しかしながら、空気ポンプは、当該空気ポンプが始動されないように、または当該空気ポンプが「ホットミルク」モード用の部分負荷モード（in einem Teillastbetrieb）でのみ動作するように、制御手段によって制御することもできる。蒸気／空気流の温度は、この構成を用いて、単純かつ有利な態様で設定することができる。さらに、上述の制御された空気ポンプによる給気により、十分な量のホットミルク泡またはホットミルクを確実に生成することができる。

当該装置はまた、水容器と、上記水容器に接続される水ポンプと、上記水ポンプに接続され、これによって蒸気を蒸気供給ラインに供給することができる蒸気発生器とを備え得る。装置が水ポンプのポンプ能力を変えるための制御手段を備えていれば、特に有利になり得る。

ノズルは、好ましくは、狭窄した管区域における最も狭い箇所のある領域あたりにおいてノズル管に開口しているミルク供給管を備え得る。ミルクは、吸引作用を用いることによって、この構成による特に効率的な態様で吸引によってノズル内に吸込むことができる。

さらなる実施例においては、ノズルが、好ましくは射出成形プロセスを用いて製造され、有利にはプラスチックでできている好ましくは一体型構成要素の形状であれば、有利であり得る。このタイプのノズルは、単純にコスト効率良く製造することができる。したがって、ノズルは、好適な使い捨て部品となるだろう。この一体型構成要素は、ノズル入口開口部、ノズル出口開口部およびミルク供給ライン接続部を備え得る。この場合、ミルク供給ライン接続部は、ミルク供給ラインの接続用のミルク吸込継手として設計することができ、このミルク吸込継手は、ノズル管に接続されるミルク供給管を囲んでいる。ミルク供給ラインは、プラグ型またはスナップ作用による接続によってミルク吸込継手に取外し可能に固定されるかまたは固定され得る。

ノズルのノズル出口開口部は、ミルク泡をカップに吐出するための露出された吐出し開口部を備え得る。したがって、吐出し開口部を設けるための付加的な構成要素は不要である。

ノズル管には撓みがあってもよく、これにより、ノズル入口開口部の領域における流れの方向と、ノズル出口開口部の領域における流れの方向とが、互いに対して所望の角度で、好ましくは直角に、延びることとなる。さらに、ミルク供給管が撓みのある領域または撓みの下流において、ほぼ直角にノズル管へと開口していれば有利になり得る。したがって、ノズル入口開口部およびノズル出口開口部のいずれにも関連付けられる管区域と、ミルク供給管とは各々、規定された角度、好ましくは直角、に方向付けることができる。しかしながら、当然、ノズル管を直線状に延在させることも恐らくは実現可能であり、このため、ノズル入口開口部とノズル出口開口部の領域との間における主な流れ方向は変わらないままであるだろう。

バヨネット継手（Bajonettverschluss）によってノズルが蒸気供給ラインに接続されるかまたは接続され得る場合、取扱いをさらに簡略化することができる。しかしながら、当然、ノズルは、他の何らかの方法で蒸気供給ラインに取外し可能に接続することもできるだろう。たとえば、固定手段のないユニオンナットまたは単なるプラグ型継手を用いた速動型継手（Schnellschlusskupplungen）またはねじ込み継手が実現可能であるだろう。

ノズルは、回動可能に、好ましくは取外し可能にミルク容器のカバー部分に固定されるかまたは固定され得る。開始位置においては、ノズルはミルク容器にスペースを取らないような態様で固定することができる。ノズルは、ミルク泡をカップに直接吐出することができるような吐出位置にまで回動させることができる。

空気は、特に有利には、好ましくは０．２ｍｍと２ｍｍとの間の直径（ダイヤフラム開口）を有するダイヤフラムによって蒸気供給ラインに供給される。このダイヤフラムは、また、スリットのあるダイヤフラムの形状であってもよく、または、他の如何なる所望の幾何学的形状であってもよい。

本発明のさらなる局面は、上述の装置とコーヒーを抽出するためのコーヒーメーカとを含む構成に関する。このタイプのコーヒーメーカは、たとえば、ボタンが押された後、最初にコーヒー豆を自動的に挽き、次に抽出する全自動式コーヒーメーカであってもよい。言うまでもなく、コーヒーメーカはまた、カプセル、パウチまたは他のポーションパックを用いて作動する機械であってもよい。

機器構成要素は、ミルク容器を収容するためのドッキング箇所を有するハウジングを含み得る。当該ドッキング箇所は、たとえば収容凹部の形状であり得る。加えて、機器構成要素全体はコーヒーメーカにドッキングさせることができ、少なくとも水および電気がコーヒーメーカによって供給され得る。

蒸気発生器は、先または後に行われるプロセスステップに応じて上記蒸気発生器に残存する残留水および／または蒸気を、蒸気発生器を加熱することによって排出させることができるように制御され得る。これにより、実際の水蒸気生成プロセスが始まる前に、システムが、空の蒸気発生器に関して規定された状態へと変更されることが確実にされる。排出プロセスは、好ましくは、蒸気発生器が或る温度よりも低下した場合、各々の泡生成プロセスの前に行なわれる。結果として、すすぎプロセスまたはスケール除去プロセスにより負圧または水が加えられることにより、蒸気発生器に流れ込んだ水が確実に排出される。

加熱プロセス中、泡が実際に送達される前に第１の蒸気クッションを構築できるようにするために、規定された量の水がポンプでシステムへと送り返される。この場合、過剰な蒸気は、蓄積されつつある過剰な蒸気圧を制限する過圧バルブを介して排出することができる。代替例として、蒸気供給ラインにおいて、制御された蒸気バルブを通じて過剰な蒸気圧を低下させることができるだろう。これは、たとえばマニホールドバルブであってもよい。

蒸気供給ラインおよびノズルは、ミルクがミルク供給ラインを介して吸引によって吸込まれないように、かつ、水がミルク容器に入り込む可能性のないように、洗浄の目的で水で洗い流すことができる。この目的のために、水の量および水ポンプの流量は、製造業者によって相応に調整されなければならない。このタイプのすすぎ動作には、すすぎプロセスを行なうためにミルク容器を取外す必要がないという利点がある。

可動型のノズル構成要素は、特に有利には、回転可能または回動可能に機器構成要素上に装着可能であり、ノズル構成要素から独立してミルク容器をミルク供給ラインに接続することができる。この場合、ノズル構成要素をミルク容器と共に取外す必要がなくなるため、たとえば、ミルク容器が冷蔵庫内で不必要に場所を取らないという利点がある。

しかしながら、代替例として、ノズルは、好ましくは取外し可能にミルク容器のカバー部分に固定することができる。さらに、ミルク容器は、あらゆる意図および目的で可動型のノズル構成要素に関連付けられる。この場合、ノズルが第１の回転位置において機器構成要素に接続され、第２の回転位置において機器構成要素から分離されるようにノズルがカバー部分に回転可能に装着されると、特に有利である。これは、バヨネット継手を用いて特に有利な態様で実現することができる。

また、センサを用いて機器構成要素へのノズル構成要素の接続を確立することができ、ノズル構成要素が接続される場合にのみ機器構成要素において水蒸気の生成を行なわせることができれば有利になり得る。これにより、ノズル構成要素が挿入されていない場合に、制御されなくても、暑い蒸気が機器構成要素から漏れ出るのが防止される。センサは、機器構成要素に有利に関連付けられ、機器構成要素において制御システムに動作可能に接続される。上記センサは、機械的なセンサ、たとえばマイクロスイッチ、または電気センサであってもよい。

空気が０．２バールと２バールとの間、好ましくは約１バール、の圧力で蒸気供給ラインに供給され得る場合、特に良好な結果を達成することができる。さほどスペースを取りすぎることない市販の空気ポンプはこの圧力範囲内で用いることができる。

ノズルの直径は、その最も狭い箇所の領域においては０．５ｍｍと２．５ｍｍとの間であり、好ましくは約１．５ｍｍであり得る。また、ノズルの上流にあるミルク供給ラインの断面は０．５ｍｍ^２と２．５ｍｍ^２との間であり、好ましくは約１．２５ｍｍ^２であれば適切である。最も狭い箇所の領域に隣接するノズル管に通ずる入口における直径は、０．６ｍｍと２．７ｍｍとの間、好ましくは約１．７ｍｍであり得る。これらの寸法は、また、ミルク泡を形成するための従来の装置のノズルにとっては非常に有利になり得る。

また、ノズルの流出直径は、２ｍｍと１５ｍｍとの間、好ましくは約６ｍｍから８ｍｍであれば適切である。これにより、カップの寸法に関係なく、確実に、泡が好適に分布される。

３／２方閉止バルブが蒸気発生器とノズルとの間に配置され、この３／２方閉止バルブが閉止状態で下流方向において蒸気供給ラインを換気した場合、さらに適切である。これにより、蒸気発生器への吸引によってミルクが吸込まれるのが確実に防止される。代替例として、真空状態を防ぐために、逆止バルブの形状をしたいわゆるバキュームリリーフバルブ（Vakuumbrecher）が組込まれてもよい。真空状態は、空気ポンプの動作を維持することによって、または空気入口開口部を適切な態様で設計することによって防止することができるだろう。

水ポンプ用のポンプ出力が適切であり、かつ、完全に冷えたシステムでラインの断面が適切に設計されているとすると、エネルギの観点から、好ましくは蒸気ヒータは、６０秒以内、好ましくは少なくとも３０秒以内に泡を生成することができるように設計されている。

加えて、特定のタイプの機器の場合、ミルク容器、特にカップ、から吸引によってミルクを吸込むことができるように、かつ、ミルクを熱いミルクまたはミルク泡として再び同じミルク容器に分配して戻すことができるように、ミルク供給ラインおよびノズルのノズル出口開口部または上記ノズル出口開口部に接続される吐出し管が可動型ノズル構成要素上に配置されると、有利になり得る。これにより、比較的小さい容器の場合でもこの循環動作が可能となるように、対応する構成要素を幾何学的に配置することが必要となることは明らかである。しかしながら、吸込管および／または分配管を少なくとも部分的に可撓性のある設計にすることも実現可能であるだろう。循環動作において当該装置を使用することによって得られる主な利点は、特定の瞬間に必要となる量のミルクだけを用いるため、ミルクを装置に蓄える必要がない点である。このことは、冷却されていない状態においては重要な意味をもつ。

本発明の個々のさらなる特徴および利点は、具体的な実施例の以下の記載および添付の図面から得ることができる。

コーヒーメーカとミルク泡を生成するための装置とを備えた構成を示す図である。 ミルク泡を生成するための、本発明に従った装置を示す非常に簡略化された概略図である。 図１に従った構成についての、ミルク泡を生成するための装置を示す分解斜視図である。 図３に従った装置を示す側面図である。 ノズルが開始位置にある装置の部分的な断面を示すさらなる側面図である。 ノズルを外方へと回動させた装置を示す図である。 図５に従った装置を切断線Ａ−Ａに沿って示す断面図である。 蒸気供給ラインの管部品と、上記管部品に接続された空気ポンプとを示す縦断面図である。 図８に従った空気ポンプを備えた管部品を示す正面斜視図である。 ミルク泡を生成するためのさらなる装置を示す概略図である。 コーヒーメーカにドッキング可能なさらなる構成を示す斜視図である。 図１１に従った構成を異なる視点から示す図である。 図１１に従った構成を、側壁を取外した状態で示す側面図である。 ノズル構成要素が取付けられた図１３の詳細を示す図である。 図１４のノズル自体を示す図である。 図１５に従ったノズルの面Ｉ−Ｉに沿った断面図である。 図１５に従ったノズルの詳細Ａを示す図である。 図１６に従ったノズルの詳細Ｂを示す図である。 機器構成要素がドッキングされたコーヒーメーカ全体を示す概略図である。 カバー部分と格納位置にあるノズルとを備えたミルク容器を示す斜視図である。 図１７に従ったミルク容器上のカバー部分を示す斜視図である。

図１は、コーヒーＫを抽出するためのコーヒーメーカ１３と、上記コーヒーメーカにドッキングされミルク泡Ｓを生成するための装置２４とを備えた、参照符号１で表される構成を示す全体図である。コーヒーメーカは、コーヒー豆を収容している従来の全自動コーヒーメーカ、または一例として、いわゆるカプセルマシンであってもよい。このようなコーヒーメーカの基本的設計は、当業者には公知でありよく知られている。したがって、コーヒーメーカについてのより詳細な説明は省いてもよいだろう。コーヒーメーカ１３は、ミルク泡を生成するためにミルク、蒸気および空気を乳化する目的で、蒸気を生成するための手段と、空気を供給するための手段とを備える。これらの手段はここでは図示されないが、以下の文脈において詳細に説明される。

図１に図示のとおり、装置１３はノズル２が組込まれたミルク容器５を含む。ミルク容器はカバー部分２４によって閉じられる。ノズル２は、カバー部分２４の内部に回動可能に固定される。図１においては、ノズルが外方へと回動された位置（吐出位置）にあり、ここで、ミルク泡Ｓをカップ（図示せず）に分配することができる。２′は、別の吐出位置にあるノズルを示す。

図２に従った概略図は、ミルク泡立て装置１１の動作の基本設計と態様とを示す。装置１１においては、蒸気と空気とミルクとを互いに混ぜ合わせて、ノズル２において乳化させる（流れの方向が矢印によって示される）。このように生成され、Ｓで示されるミルク泡は最終的にカップ（図示せず）または別の容器に入れられる。蒸気を生成するために、水Ｗは、水ポンプ７を用いて水容器８から吸い出される。次いで、水は蒸気ヒータ９を経由して流される。次いで、蒸気は、蒸気供給ライン３を経由してノズル２へと流される。ノズル２はノズル管を有し、収束−分岐型の管断面を備えている。ノズル入口開口部は１４で示され、ノズル出口開口部は１７で示される。ミルクＭは、ノズル２の狭窄した管区域における加速した流れによって生成される吸引作用を用いて、吸引によってミルク容器５からミルク供給ライン４を介してノズル２内に吸い込まれる。

泡を生成するために、空気を蒸気と混合させなければならない。この目的のために、好ましくは周囲空気の形状である空気Ｌは、１０ｋＰａから１００ｋＰａの圧力下で給気ライン３０を介して空気ポンプ６を用いて蒸気流に供給される。空気入口開口部１８は、流れの方向に対してノズルの前方にあるノズル入口開口部１４の上流に位置する。破線２７は、コーヒーメーカのハウジング壁を示す。破線２７は、具体的な実施例の変形例（以下の図３〜図７を参照）として、装置１１を２つの部分に分割する仕切りラインとみなされてもよい。このうち一方の部分、すなわち、第１に水蒸気生成のための構成要素７，８，９と、第２に強制給気用の構成要素６とが、コーヒーメーカに関連付けられる。装置の残りの部分はコーヒーメーカから取外すことができる。最後に言及された可動部分は、図２に図示のとおり、明らかに、ノズル２およびミルク容器５を含む。

仕切りライン２７は、装置を、容易に取外し可能な連結手段で、機器構成要素４０とノズル構成要素４１とに明確に細分する。これらについては、以下の文脈においてより詳細に説明する。

所望の飲料（たとえばカプチーノまたはラテマキアート）に応じて空気のさまざまな体積流量を蒸気ラインに供給することができる。空気の体積流量は、ポンプ能力を変更することのできる制御手段１２を用いて制御される。しかしながら、当然、装置１１は、空気が供給されないように動作させることもできる。したがって、当該装置を用いて熱いミルクを生成することもできる。調整バルブ（図示せず）は給気ライン３０に配置することができる。代替例として、調整バルブの代わりに逆止バルブまたは操作された閉止バルブが実現可能となるだろう。蒸気の供給は、好ましくは、水ポンプ７のポンプ容量を変えることのできる制御手段１０を用いて制御される。当然ながら、２つの制御手段１０および１１は共通の電子データ処理装置の構成要素であってもよい。

また、原則的に、装置に関連付けられるミルク容器からミルクを吸引によって吸込むのではなく、ミルクを吸引によってカップから直接吸い出して再びカップに吐出し返すことも実現可能である。装置がこのように用いられる場合、ミルクが過度に加熱されるのを防ぐために、プロセスの実行時間は、カップの容積に応じて制限されなければならないだろう。

装置１１の実現可能な一改良例についての構造上の詳細を図３から得ることができる。ノズル２は一体型構成要素によって形成される。このタイプのプラスチック構成要素は、射出成形プロセスにおいて単純な態様で作製することができる。ノズル入口開口部１４およびノズル出口開口部１７に加えて、ノズル２は、ミルク吸込継手２０の形状をしたミルク供給ライン接続部を備える。いずれの場合にもノズル入口開口部１４およびノズル出口開口部１１に関連付けられるノズルセグメント、ならびにミルク吸込継手２０は各々、互いに対して直角に方向付けられる。破線によって示されるミルク供給ライン４は、ミルク吸込継手２０に嵌込むことのできる可撓性のあるホースであってもよい。ミルク吸込継手に挿入することのできる飲用ストローも実現可能であるだろう。この飲用ストローは消耗品であるために洗浄の必要がない。使い捨ての部品として交換可能な態様で取付けることのできるミルク供給ラインを使用することは、従来のミルク泡立てノズルにおいても極めて有利になるだろう。

ノズル２はミルク容器に挿入することができる。この目的のために、弾力性のあるラッチアーム形状のラッチ手段３１がミルク容器のカバー部分２４上に設けられ、上記ラッチ手段を用いてラッチの態様でノズルを収容することができる。カバー部分２４はプラスチックでできていてもよく、好ましくは一体型の射出成形された部分であり得る。ミルク容器はまた、ボウル状または桶状の基部本体２５を含み、その上にカバー部分２４を（ノズル２とともに）取付けることができる。ミルク容器およびノズルが可動部を形成し、この可動部は、装置の残りの部分から分離させることができ、装置の残りの部分に再びドッキングさせることができる。新鮮なミルクで満たされるミルク容器は冷蔵庫に保存することができる。本質的に、可動型ミルク容器／ノズルユニットのためには（ミルク供給ライン４を含む）４つの構成要素しか必要とされず、上記構成要素はすべてプラスチックで構成することができる。少数の単純な構成要素をこのように用いることで、取扱いおよび費用に好ましい効果が得られる。

図３はさらに、空気入口がノズル２の外側に位置していることを示す。空気入口は、空気入口継手２８によってもたらされ、これにより、破線で示される給気ライン３０を蒸気供給ライン３に接続することができる。したがって、空気Ｌが空気入口開口部を介して蒸気流Ｄに加えられる。空気ポンプ（ここでは図示せず）はライン３０に接続される。上述のとおり、蒸気Ｄは蒸気発生器（同様にここでは図示せず）を用いて生成される。蒸気供給ライン３の一部を形成する管部品２３は、機械に対するインターフェイスの領域においてハウジング２７内に位置する。部分２３は、Ｔ字形の管部品として設計されており、上述の空気入口継手２８および蒸気入口継手２９を備えており、これにより、いずれの場合にも、空気Ｌおよび蒸気Ｄのための破線で示されたラインが接続され得る。給気ライン３０はプラスチック製のホースとして設計することができる。３′で示されるホースは、耐熱性のホース、たとえばシリコーン強化ホースであってもよく、または、テフロン（登録商標）でできていてもよい。

ミルク容器およびノズル２を備えた可動部をドッキングさせるために、ノズル２を蒸気供給ライン３の出力口に接続しなければならない。解除可能な接続は、一例として図３に図示のとおり、バヨネット継手によって確立することができる。この目的のために、適切な接続手段２１がノズル入力側に配置される。バヨネット継手のための切欠き（Aussparung）２２は接続手段２１を補完するものであり、ハウジング壁２７に設けられる。しかしながら、他の取外し可能な固定手段も実現可能である。

図３にさらに図示のとおり、ミルク容器はほぼ立方形に設計されているが、他の如何なる所望の形状も実現可能である。カバー部分２４および基部本体２５はともに、基本的外形が実質的にほぼ長方形である。開始位置にあるノズル２を収容するための凹部２６は、基部本体２５の一方の側壁に位置する。ミルク吸込継手２０を挿入することのできるほぼＵ字型の切欠きは、上記側壁のカバー側の端部上に見ることができる。

図４においては、ミルク容器５およびノズルを含む可動部が、コーヒーメーカにドッキングされる。図４に図示のとおり、組立てられたミルク容器５は、基部本体２５とカバー部分２４とでコンパクトなユニットを形成する。

図５および図６に図示のとおり、開始位置と分配位置との間でノズルを回動させることができる。図５においては、ノズル２は開始位置に位置しており、この場合、ノズル出口開口部１７に関連付けられ、対応する管区域を有するノズルセグメントが、ミルク容器の基部本体２５の容器壁に沿って延在する。図６においては、ノズル２が外方に回動されている。この位置で、ミルク泡（または熱いミルク）をカップ（図示せず）に直接分配することができる。使用者は、回動角度をカップのサイズに合致させる選択肢を有する。しかしながら、回動させることによっても、上述のバヨネット継手が同時に閉止位置まで動かされる。当該構成は、好ましくは、水ポンプおよび空気ポンプのための制御手段に電気的または電子的に接続された切換え手段（図示せず）を備える。切換え手段は、存在を監視するよう機能し、可動部が正確に取付けられているかどうかを示す。これにより、蒸気が意図せず漏れ出るのを防ぐことができ、結果として、構成の確実な動作が保証される。

図５および図６はさらに、ミルク吸込継手２０が、たとえば最も狭い箇所の領域においてノズル管１５に接続されたミルク供給管１９を囲んでいるのを示す。

図７に従った断面図は、特にノズル管１５の設計を示す。ノズル管１５は、第１に、ノズル入口開口部１４から始まり、先細のほぼ円錐形の断面に隣接するほぼ円筒形の断面を有する。１６で示される管区域は、ノズル管の最も狭い箇所をなしており、先細の区域に隣接している。吸引によってミルクを吸い込むためのミルク供給管１９は管区域１６の端部へと送出をする。蒸気／空気混合物およびミルクは、管区域１６のこの送出領域において混ぜ合わされる。当然ながら、他の構成も実現可能であるだろう。たとえば、この混合領域は長方形の空間として設計されてもよく、そこに至る管のうち最も小さな直径よりも広くなっている。次いで、ほぼ円錐形であり拡張していく管区域は、このように狭窄したノズル管に隣接する。最終的に、ノズル管はノズル出口開口部１７の領域においてほぼ円筒形の管区域を備える。管区域１６の直径は、たとえば、０．５ｍｍと２．５ｍｍとの間、好ましくは約１．５ｍｍである。管区域１６と組合される前のミルク供給管１９の断面は、０．５ｍｍ^２と２．５ｍｍ^２との間、好ましくは約１．２５ｍｍ^２である。最も狭い箇所の後に続くノズル管１５の最小の直径は、０．６ｍｍと２．７ｍｍとの間、好ましくは約１．７ｍｍである。この直径は、明らかに、管区域１６の最小の直径よりもわずかに大きい。

図８および図９は、図３に従った具体的な実施例と比較して変更が加えられるミルク泡立て装置のための空気接続部を示す。図８は、蒸気ライン３の一部である管部品２３の縦断面を示す。図３に従った具体的な実施例とは対照的に、空気入口継手は、蒸気ラインに対して直角には配向されないが、空気は、傾斜した空気入口継手２８を介して蒸気流Ｄに追えられる。図８においては、対応する傾斜角がαで示されており、αは、この場合、一例として約４５°である。しかしながら、当然、他の傾斜角も実現可能であるだろう（たとえば３０°＜α＜６０°）。空気入口継手２８に挿入されるダイヤフラムバルブ３５も図示される。空気ポンプ６は上記バルブ３５に直に隣接する。別個のホース部品（図３を参照）の形状をした実際の給気ラインは、図８に従った変形例には設けられていない。さらに、図８が示すように、空気入口開口部１８をもたらす給気管は、蒸気流方向への開口領域において蒸気管断面よりも著しく小さな管断面を有する。蒸気流方向への開口領域における給気管の直径は、０．２ｍｍと２ｍｍとの間（たとえば約１ｍｍ）であってもよく、このためダイヤフラムとして機能し、管部品２３の蒸気管の直径は、たとえば４ｍｍである。しかしながら、このダイヤフラムもダイヤフラムバルブの上流に設置することができる。この場合、開口領域の標準直径はたとえば３ｍｍとなる。

図１０は、わずかに変更が加えられたミルク泡立て装置１１についての、図２に従った具体的な実施例よりもより詳細に示されるフロー図を例示する。図１０が示すように、たとえば、装置１１は、制御および調節の目的で、水ポンプ７に動作可能に接続された流量計３６を備える。３３は逆止バルブを示す。参照符号３２は３／２方バルブを示す。バルブ３４は、バルブの出力口に接続され、過圧時に、蒸気ライン３にではなく、上記バルブを介して蒸気を排出することができる。過剰な残留水は容器３７に取込むことができる。空気ポンプを保護するために、ダイヤフラムバルブ３５が逆止バルブとして設けられる。

図１１〜図１３は、同様にコーヒーメーカにドッキングすることのできる、本発明に従った装置の変形された具体的な実施例を示す。当該装置は、水タンクを除いては、コーヒーメーカから独立してミルク泡を生成するのに必要なすべての構成要素を含む。この場合、機器構成要素４０は、丸みのある角部を備えた立方形のプレートの形状をしており、その外形は、コーヒーメーカ（ここでは図示せず）に明らかに合致している。ミルク容器５は、トングの態様でミルク容器５上にわたって係合する底部分４５と上部分４６とによって形成される収容凹部４４に位置する。しかしながら、底部分および上部分はハウジング４７の構成要素である。ノズル２は、ミルク容器５におけるＵ字型の隙間から突出ている。

ハウジングの一方の側壁がコーヒーメーカ上の対応する接続部と連通する接続部４３を有する接続壁４２の形状をなすことは、図１２から明らかである。周縁４８はコーヒーメーカ上での正確な位置決めに役立つ。

上記一方の側壁およびミルク容器はともに、図１３の例示では取外されている。ミルク供給ライン４を備えたノズル２は、実際には上部分４６に取付けられず、むしろ、ミルク容器のカバー部分に取付けられる（図１７を参照）。しかしながら、ノズル２またはノズル構成要素全体を上部分４６にも取外し可能に装着することも可能であるだろう。これにより、ミルク容器なしでも機器を作動させることができる。たとえば、市販の牛乳パックを、直接、収容凹部４４に挿入してもよく、この牛乳パックにある小さな開口部を介してミルク供給ライン４を挿入することができるだろう。

上述された空気ポンプ６は、機器内において見える状態であり、上記空気ポンプは、機器内の蒸気供給ライン３に空気を供給する。水ポンプ７は機器の床に配置される。上記水ポンプには、コーヒーメーカの水タンクから水が供給される。水は、水ポンプから蒸気ヒータ９へと流れて、この蒸気ヒータ９が、３／２方バルブ３２を介して接続ノズル２に蒸気を供給する。制御ボックス４９はまた、蒸気ヒータ９の背後に見ることができ、システムを制御するための電気構成要素および電子構成要素が上記制御ボックスに収容されている。

図１４は、詳細図としてノズル２およびミルク供給ライン４を備えたノズル構成要素４１を示す。上記ノズル構成要素は、バヨネット継手２１および２２によって蒸気供給ライン３に取付けられる。この場合、破線２７が示すハウジング壁からは、蒸気供給ライン３が出ている。

分離されたノズル２が図１５に示されている。図中、ミルク供給ライン４のうち可撓性のある部分（ライザー管）も取外されている。図３に従った具体的な実施例とは対照的に、ノズル管は、この場合、ノズル入口開口部とノズル出口開口部との間において９０°の角度ではなく直線的に延びている。これにもかかわらず、ミルク供給ラインまたはミルクを通す対応する管１９は、ノズル管の最も狭い箇所でノズルへと開口する。準備のできたミルク泡は吐出し管５０の端部において初めて逸らされる。製造に関する理由で、逸らされた領域における開口部は、カバー５５を押し込むことによって閉じられる。

直線領域におけるノズル２の管構成全体は、ここでは図１７および図１８に従った詳細を参照して、図１６に従った断面において明確に見ることができる。管の断面は、ノズル入口開口部１４から始まって、初めに、最も狭い箇所１６まで、たとえば１．５ｍｍの直径になるまで、円錐形に狭窄している。この後には、具体的にはたとえば１７ｍｍのわずかに大きな直径を有する中空で円筒形のノズル管１５が、直接、続いている。上記ノズル管１５は、撓みのある領域にまで特定の距離だけ隔てた後に再び広がっている。ミルク吸込継手２０は、この場合、最も狭い箇所１６の領域において直接続いているかまたは部分的にさらにノズル管１５へと送出するミルク供給管１９を囲む。しかしながら、ミルク供給管は、円形の断面ではなく、特に図１７において図示されるように、幅ｂおよび高さｈを有する矩形の断面を有する。一例として、幅が１ｍｍであり、高さが１．２５ｍｍであってもよく、結果として、断面積が１．２５ｍｍ^２となる。

図１９は、本発明に従った装置１１全体を示す概略図であり、上記装置はコーヒーメーカ１３にドッキングされている。この場合、装置１１の構成要素は、図１０に従った構成要素とほぼ同一である。しかしながら、装置はそれ自体の水タンク８を備えない。上記水タンクはコーヒーメーカ１３に収容され、対応するラインが接続部４３によって接続される。この場合、過剰な水または過剰な蒸気が、過圧バルブ５１によってコーヒーメーカの水容器８に戻される。コーヒーメーカの公知の要素は、ここでは詳細には説明されない。しかしながら、上記コーヒーメーカは、温水を生成するためのそれ自体の水ポンプ５２およびフローヒータ５３を備える。コーヒーは抽出（brewing）チャンバ５４において抽出され、ミルク泡とは別個に吐出される。

プロセスに関して、以下の機能は、図１９において概略的に図示されるシステムで実現可能である。

ミルク泡を生成するために、蒸気発生器９は、最初に十分な加熱力で開始温度にまで加熱される。システムが冷えている場合、またはシステムが予めすすがれていたかまたはスケール除去されていた場合、蒸気発生器９は、残留水が過圧バルブ５１によって排出されるまで、規定されたより高い開始温度に加熱される。規定された蒸気クッションをもたらすために、この後、または同時に、水が付加的にポンプで注入される。この調製プロセス中に、バルブ３４は、システム内での正確な圧力を確実にするために短期間だけわずかに開くことができる。

システムがまだ熱い場合、所望の温度に達すると３／２方バルブ３２が直ちに開かれ、そして、水ポンプ７が蒸気発生器９に水を供給し始める。水の量はプロセス中に調節することができる。蒸気発生器の温度はプロセス全体を通じて一定に保たれる。熱い蒸気がノズル２を通って流れると直ちに、吸引作用が始まり、ミルクが吸引によってミルク供給ライン４を介して吸い込まれる。この目的がミルク泡を生成することである場合、空気は、同時に、空気ポンプ６を用いて、調節された態様で空気入口開口部１８に供給される。プロセスの終わりに、かつポンプがオフに切換えられた後、３／２方バルブが閉じ、ミルクの供給が中断される。蒸気供給ライン３を換気することにより、ミルク泡またはミルクが吸引されて蒸気ヒータに戻されることが防止される。これは、中立位置にある蒸気供給ライン３を換気する３／２方バルブであるバルブ３２によって最初に達成することができる。しかしながら、バルブ３２が２／２方バルブであれば、空気ポンプ６の動作を維持するか、または、蒸気供給ライン３にいわゆるバキュームリリーフバルブを設置して、このようにしてミルクが吸引し戻されるのを防ぐことも可能である。

当該システムはまた、冷水で洗い流して洗浄することができ、このプロセスは特定の間隔をあけて制御システムによって実施することができる。すすぎプロセス中に、すすぎ水がノズル２から流れ出すが、ミルクが吸引によって容器５から吸い出されたり、すすぎ水がミルク容器に戻されたりすることはない。

コーヒーメーカ１３と同様に、ミルク泡を生成するための装置１１は、また、特定の間隔をあけてスケール除去されなければならない。この場合、スケール除去動作は、すすぎ動作と同様に行なわれ、安全バルブがポンプによってわずかに開かれることにより、スケール除去剤も安全バルブおよび戻りラインを介して流れ得る。

図２０は、機器構成要素４０から取外された状態である、図１１および図１２に従ったミルク容器を示す。ミルク容器は、ここではほぼ立方形であり、たとえば、ミルク容器にパチンと嵌めることのできるぴったりと嵌合するカバー部分２４によって閉じられる。

図２１は、ノズル２がカバー部分２４の下にある軸受部分３８において回転可能に取付けられているのを示す。この場合、ミルク供給ライン４は、スロット３９から突出ており、これにより、妨げられることなくノズル２と共に回転することができる。ノズル２は、位置Ｉと位置ＩＩとの間で回動可能であり、ノズル２は、回動運動によって耐圧的に蒸気供給ラインに取付けられる。ロックまたはロック解除が行なわれる位置はここで重要ではない。

Claims (25)

1. ミルク泡を生成するための装置（１１）であって、
   − 蒸気発生器（９）を備え、前記蒸気発生器（９）により、蒸気を蒸気供給ライン（３）に供給することができ、前記装置はさらに、
   − 吸引作用を実現するように狭窄し、ノズル入口開口部（１４）を有するノズル（２）を備え、
   − 吸引作用を受けてミルクがミルク容器（５）からノズル（２）吸い込まれ得るようにノズルに接続されるミルク供給ライン（４）を備え、
   − 流れの方向に対してノズル入口開口部（１４）の上流に位置する空気入口開口部（１８）において、蒸気供給ラインへの空気を混合するための空気ポンプ（６）を備え、
   前記装置は、具体的には、蒸気発生器（９）および空気ポンプ（６）を含む据置き型の機器構成要素（４０）と、ノズル（２）およびミルク供給ライン（４）を含む可動型のノズル構成要素（４１）との２部分に分割され、空気入口開口部（１８）は機器構成要素内に位置し、ノズル構成要素は、機器構成要素から出る蒸気供給ライン（１４）に取り外し可能に接続される、装置。
2. ノズル（２）は、好ましくは、射出成形プロセスを用いて作製される一体型構成要素の形状であり、
   − ノズル入口開口部（１４）と、
   − ノズル出口開口部（１７）と、
   − ミルク供給ライン接続部とを備え、前記ミルク供給ライン接続部は、ミルク供給ライン（４）の接続用のミルク供給管（１９）を囲むミルク吸込継手（２０）の形状である、請求項１に記載の装置。
3. ノズル（２）は、狭窄した管区域（１６）における最も狭い箇所の領域において、ノズルのノズル管（１５）に開口しているミルク供給管（１９）を備える、請求項１または２に記載の装置。
4. ノズルは、ノズル入口開口部（１４）の領域における流れの方向と、ノズル出口開口部（１７）の領域における流れの方向とが、好ましくは互いにほぼ直角に延びるように撓みを備えたノズル管（１５）を備える、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
5. ノズル（２）は、バヨネット継手（２１，２２）によって蒸気供給ライン（３）に接続され得る、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
6. ミルク容器は可動型のノズル構成要素に関連付けられ、ノズル（２）は、好ましくは、ミルク容器のカバー部分（２４）において取外し可能に固定される、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. 機器構成要素は制御手段（１０）を備え、これにより、蒸気供給ライン（３）において蒸気／空気混合物の混合比を予め規定するための空気ポンプ（６）を制御することができる、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
8. ダイヤフラムは、空気ポンプ（６）と蒸気供給ライン（３）との間に配置され、前記ダイヤフラムは好ましくは０．２ｍｍと２ｍｍとの間の直径を有する、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. 機器構成要素は、水容器（８）と、前記水容器に接続された水ポンプ（７）とを備え、これにより、水を蒸気発生器に供給することができ、前記機器構成要素はさらに、水ポンプのポンプ出力を変えるための制御手段（１２）を備える、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
10. 機器構成要素は、ミルク容器を収容するための、ドッキング箇所を有するハウジングを備え、機器構成要素は、コーヒーメーカにドッキング可能であり、少なくとも水および電気がコーヒーメーカによって供給され得る、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
11. 蒸気発生器は、先または後のプロセスステップに応じて前記蒸気発生器に残留する残留する水および／または蒸気が、蒸気発生器を加熱することによって排出され得るように、制御され得る、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
12. 蒸気供給ライン（３）およびノズル（２）は、ミルクが吸引によってミルク供給ライン（４）を介して吸込まれず、かつ、水がミルクタンクに流れ込まないように、水で洗い流すことができる、請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
13. 可動型のノズル構成要素は、機器構成要素に回転可能または回動可能に取付けられ、ミルク容器は、機器構成要素および／またはノズル構成要素とは無関係にミルク供給ラインに接続され得る、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
14. ノズル（２）は、バヨネット継手（２１，２２）が第１の回転位置において閉じられ、第２の回転位置において開かれるように、カバー部分（２４）において回転可能に取付けられる、請求項５および６に記載の装置。
15. 機器構成要素（４０）へのノズル構成要素（４１）の接続は、センサを用いて確立することができ、ノズル構成要素が接続される場合にのみ、機器構成要素において蒸気生成を行なわせることができる、請求項１から１４のいずれかに記載の装置。
16. 空気は、０．２バールと２バールとの間、好ましくは約１バール、の圧力で蒸気供給ラインに供給され得る、請求項１から１５のいずれかに記載の装置。
17. ノズルは、その最も狭い箇所（１６）の領域においては、０．５ｍｍと２．５ｍｍとの間、好ましくは約１．５ｍｍの直径と、ノズルの最も狭い箇所の前記領域にじかに隣接するノズル管（１５）の領域においては、０．６ｍｍと２．７ｍｍとの間、好ましくは約１．７ｍｍの直径とを有する、請求項１から１６のいずれかに記載の装置。
18. ミルク供給ライン（１９）は、ノズル（１２）の上流において、０．５ｍｍ^２と２．５ｍｍ^２との間、好ましくは約１．２５ｍｍ^２の管断面を有する、請求項１から１７のいずれかに記載の装置。
19. ノズル（２）は、２ｍｍと１５ｍｍとの間、好ましくは約６ｍｍから８ｍｍの流出直径を有する、請求項１から１３のいずれかに記載の装置。
20. ３／２方閉止バルブ（３２）が蒸気発生器（９）とノズル（２）との間に配置され、前記３／２方閉止バルブは、閉止状態で下流方向において蒸気供給ライン（３）を換気する、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
21. ミルク供給ライン（４）、およびノズル（２）のノズル出口開口部（１７）、または前記ノズル出口開口部に接続される吐出し管（５０）は、ミルクを吸引によって、ミルク容器から、特にカップから、吸い出すことができ、熱いミルクまたはミルク泡として同じミルク容器に再び分配し返すことができるように、可動型のノズル構成要素（４１）上に配置される、請求項１から２０のいずれかに記載の装置。
22. 加熱プロセス中に、ミルク泡が送達される前に、過圧バルブによって制限することができるかまたは制御された蒸気バルブによって低下させることのできる蒸気過圧がシステムにおいて蓄積されるまで、規定された量の水を蒸気発生器に供給することができるように、蒸気発生器（９）が制御され得る、請求項１から２１のいずれかに記載の装置。
23. 水ポンプ（７）は、過圧バルブ（５１）をスケール除去動作で洗浄してスケール除去することを可能にするために、下流の過圧バルブをわずかに開くことができる作動圧力によって動作させることができる、請求項９と、請求項１０から２２のいずれかとに記載の装置。
24. ２／２方閉止バルブ（３２）は蒸気発生器（９）とノズル（２）との間に配置され、２／２方閉止バルブが閉じられた時に下流方向における蒸気供給ライン（３）に真空状態が生じるのを防ぐために、空気が空気ポンプ（６）で蒸気供給ラインに供給され得る、請求項１から１９のいずれかに記載の装置。
25. 請求項１から２１のいずれかに記載の装置の使用であって、前記装置には関連付けられないミルク容器、特にカップ、から吸引によってミルクを吸込むための、かつ、熱いミルクまたはミルク泡を同じミルク容器に分配するための、装置の使用。

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