JP5198461B2 - 泡立てミルクなどを作る乳化装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気流によって空気及びミルクの吸引を通して乳化ミルクを作るための乳化装置の改良に関わるものである。

コーヒー製造機は、場合によって、カプチーノ或いは同様な飲料を調製するため泡立てられたミルクを作る装置を備えている。それらの装置は、特定の貯蔵器からミルクを引き出す管及び外気入口ダクトを備えている。適当な蒸気発生器から出て来る蒸気流は、ベンチュリ管のような適当な管に送られ、ミルク及び空気を吸引する減圧を発生させる。空気、ミルク、及び蒸気の流れは乳化液を作り、高温の蒸気はミルクを加熱し、結果として所要の温度で乳化液を得ることができる。

この種の乳化装置は、例えば欧州特許ＥＰ−Ａ−７１９５１４に記載されている。空気とミルクとの混合物は乳化液チャンバーにおける蒸気流で発生した吸引によって引き出され、泡が形成され、そして泡はカップ或いは他の容器の中に噴出注ぎ口を通って分配される。

国際特許ＷＯ−Ａ−００１６６７４及び欧州特許ＥＰ−８５８７５７には、乳化液チャンバーと軸方向に整列されたベンチュリ管を備えた同様な乳化装置が記載されている。ミルク及び空気は、加圧蒸気流によってベンチュリ管に発生した吸引によって乳化液チャンバー内に吸引される。同様な装置は、同等の米国特許第６４９９３８９号に記載されている。

国際特許ＷＯ−Ａ−９１０００４１には、噴出注ぎ口がミルクの小袋又は同様のもののような容器からのミルクと、特定のボイラーで発生された蒸気で吸引される外気と、を受ける乳化装置と組み合わされているコーヒー製造機が記載されている。

その他の乳化装置は、米国特許第４７７９５１９号、米国特許第５２６５５１９号、米国特許第５３３０２６６号、米国特許第４７１５２７４号、欧州特許ＥＰ−Ａ−１４４１６２６に開示されている。

幾つかの乳化装置においては、真空圧力（減圧）によってベンシュリ管内に吸引されたミルクと熱い加圧蒸気とを混合することにより単に温かいミルクを作るため、空気の吸引を遮断することも可能である。この場合、蒸気とミルクは泡のない温かいミルクを作るため乳化チャンバーで混合される。この機能を備えた装置は、欧州特許ＥＰ−Ａ−１６８８０７４に記載されており、その内容はすべて本明細書に結合される。

欧州特許ＥＰ−Ａ−１１３２０３２、欧州特許ＥＰ−Ａ−０８０３２２０及び米国特許第６２５３６６７号には、冷蔵チャンバーに配置された容器からミルクを吸引するための二重管を備えた乳化装置が開示されている。２つの吸引管は、同じ乳化チャンバーで温かいミルクを、または熱い蒸気だけと或いは熱い蒸気及び空気と混合することで泡立てられたミルクを得られるようにしている。

欧州特許ＥＰ−Ａ−１６８８０７４及び米国特許第６２５３６６７号においては、乳化過程の終わりに空気をミルク吸引管内に送るために、ミルク吸引管に放出弁が設けられている。この弁は、ミルク貯蔵器と連通する管の最も高い部位に配置され、それで、弁を開くことによって空気がミルク管に入り込み、重力で前記管を空にさせる。これは、ミルクが乳化されたミルクの品質に有害な影響を伴って吸引管に残留するのを、またそれ以外で管に残留するミルクの劣化から派生する衛生状態に関わる負の効果を防いでいる。ミルクが存在する他の幾つかの領域を空にするには、あまり効果的ではない。事実、乳化チャンバーにおける適当な背圧の欠如によってミルクが空気と混合される部位の下流における装置の領域を安全に空にすることができない。

さらに、これらの装置は、管からミルクを放出するそれぞれの開口制御部材を備えた特別な弁を必要とする。弁開閉装置は付加的な制御要素を必要とし、摩耗し、機能不全を引き起こし、何れの場合も乳化装置全体の費用を増大させている。

特別な態様によれば、本発明の目的は、上記欠点の一部分或いは全体を解消する乳化装置を提供することにある。さらに特に、有利な実施形態によれば、本発明の目的は、乳化装置の管からミルクをより効率的且つより信頼できる改良を加えた放出を可能にする乳化装置を提供することにある。

実質的には、可能な実施形態によれば、ミルク送り管と；空気入口ダクトと；加圧蒸気送り管と；ミルク及び空気が加圧蒸気によって吸引され混合乳化される乳化チャンバーとを有する乳化装置が提供される。蒸気送り管に沿って制御通路が設けられ、蒸気送り管を選択的に外部と連通させ、制御通路が開かれている際すなわち動作周期の終わりにミルク送り管を放出させる。このようにして、残存する蒸気圧力が依然として存在する場合に、装置に十分な量の空気を供給するため蒸気送り管を外部と連通させることが可能である。

有利な実施形態によれば、通路の開閉を制御する弁が、前記通路に設けられている。好ましくは、弁は、開閉が蒸気送り管における蒸気圧力で制御されるように構成されている。このようにして、蒸気管における圧力変化だけで、追加の制御装置を必要とせずに、弁の開放及びその結果として管からのミルクの放出が自動的に行われる。製造周期が開始されると、蒸気送り管の内部蒸気圧力は急速に増大し、ほぼ即時に弁を閉じ且つよって蒸気送り管の内部と外側との間で連通通路から加圧蒸気が出て行くのを防ぐ。動作周期の終わりにすなわち適切な量の乳化されたミルクが作られた時、蒸気圧力は、絞り弁によって或いは任意の他の適当な仕方で多少なりとも徐々に低減され、絞り弁は、外部と蒸気送り管を連結する放出弁を自動的に開放させる。

弁は、蒸気送り管における圧力が外気圧に対して予め設定された値以下に降下する前に開くように適切に調整することができる。例えば、有利な実施形態によれば、外気圧に対して蒸気の過剰圧が５〜４５ｍバールであるとき、好ましくは１０〜４０ｍバールであるとき、またさらに好ましくは２０〜４０ｍバールにあるとき、弁は開くように構成することができる。このようにして、乳化チャンバーに向かう蒸気流が終了する前に、弁は大量の空気を流入させるため開かれる。これにより結果として、蒸気と混合される領域の上流におけるミルク吸引管の重力による自動放出と共に、ミルクが存在するかもしれない領域全体の洗浄効果をもたらす。

従って、蒸気送り管の内部蒸気圧力の変化の関数として自動開閉を達成する利点の他に、本発明の特殊な実施形態によれば、さらに効果的な洗浄作用及び乳化装置からのミルクの残渣の放出が得られる。

本発明による装置のさらなる有利な特徴及び実施形態は、添付の特許請求の範囲に示され、以下に本発明の実施形態の限定されない例を参照して詳細に説明される。

また、本発明は、上記種類の装置によって乳化されたミルクを作る方法にも関わり、該方法は、
− 前記通路が閉じた状態で、前記蒸気送り管内に加圧蒸気を送るステップと、
− 加圧蒸気によって、ミルクと空気を前記ミルク送り管及び前記空気流入ダクトそれぞれを通して吸引させるステップと、
− 空気とミルクの混合を介しして乳化されたミルクを分配するステップと、
− 分配後、蒸気圧力を低減し、前記通路を開放し、前記通路を通してミルク送り管に空気を入り込ませ、その中に収容されたミルクを放出し、そして混合領域から及び乳化領域から蒸気の残存流によって残留ミルクを排出させるステップと、
を含む。

本発明は、以下の説明及び本発明の限定されない具体的な実施形態を示す添付図面によってより良く理解されるであろう。

コーヒー分配機に取付けた本発明による装置の簡略化された概略線図。 可能な実施形態における蒸気流入管を開閉する弁の断面図。 乳化チャンバーと、ミルク及び空気を吸引するベンチュリ管と、乳化ミルクの放出管とを備えた実際の乳化装置の断面図。 空気通路の断面を規定する装置の細部を示す断面図。

図１は、ブロック線図で、コーヒー及び乳化ミルクを製造する機械を示している。機械は全体として符号番号１で示され、コーヒー製造ユニット３は任意の形式のものでもよく、ここでは詳細には説明しない。ここの説明では、それが機械の表面Ｐの上に置かれ得るカップＴの中にコーヒーを分配するための単一或いは二重の注ぎ口５を有すると述べることで十分である。

コーヒーを分配する注ぎ口５の側には、乳化ミルクすなわち符号番号９で本体を示す乳化装置から運ばれる泡立てられたミルクを分配するための第二の注ぎ口７が配置されている。乳化装置９は、ミルク送り管１１を介して、乳化を準備するミルクを収容する貯蔵器１３と連結されている。

また、乳化装置９は、図３を参照してより詳細に説明する開口部１５を有し、外気、及び蒸気発生器１９或いは適当な圧力及び温度の蒸気のその他の適当な蒸気源から送られる加圧蒸気送り管１７からの加圧蒸気を引き込む。弁２１は、以下に説明される目的のために、加圧蒸気送り管１７の内部を外部環境と連通させために管１７に沿って位置決めされている。弁２１の可能な実施形態は図２に示されている。それは本体２３を有し、その中に頂部をカバー２７で閉じられた仕切り室２５があり、仕切り室２５の内部を外部と連通させる孔２７Ａを穿孔されている。弁本体２３の内部に配置されているのは、蒸気管１７の内部で存在する圧力効果を受けて、ステム３５によって案内される可動閉鎖要素３３で閉じられ得るポート３１を備えた隔膜２９である。管１７における蒸気圧力によって隔膜２９を押された閉鎖要素３３は、管１７の内部と外部環境との間の連通を阻止してポート３１を閉じる。管１７の内部圧力が、弁の機械的な仕様によって決定された所定値を下回るとき、閉鎖要素３３はその自身の重さ或いは任意で弾性要素（示されていない）の補助の効果により、ポート３１を開いて管１７の内部を本体２３の仕切り室２５を閉じているカバー２７の孔２７Ａを通して外部環境と連通させるために、下に下がる。

図２で表現されているのは、あらゆる適当な形態を採ることができる弁２１の数多くの可能な仕様のうちのほんの一部であることを理解されるべきである。好ましくは、管１７で圧力が最小値を下回るとき、弁は管１７の内部を外部環境と連通させるために開かれ、且つ、管１７での圧力が第二の予め確定された圧力値を超えるとき、管内部と外部環境との間の連通を閉じるよう構成されるであろう。

この方法で、上記に示されたように、加圧された蒸気送り管１７の内部圧力値に応じて、弁２１は管１７内に空気の挿入を許容し或いは阻止して、開かれ或いは閉じられる。

図３は、有利な実施形態での乳化装置の本体９の正中面による断面を詳細に示している。図３を参照した以下の説明が乳化装置本体を製造する可能な方法のうちの１つを適用するのであって、それらは以下に説明される一連の理由から特に有利であるけれども、乳化装置は変更できまた図解されたそれらに関連して種々の形態を採ることができることを理解されるべきである。

乳化装置の本体９は、９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃで示された３つの部片或いは部分から本質的に構成されている。部片９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃは、十分な剛性を備えた適当なプラスチック物質でモールド成形によって製造され得る。部片９Ａは、乳化チャンバー４１を形成し、その中で蒸気流により吸引されたミルクと空気が泡を形成し、泡は乳化チャンバーの底部に設けられた孔４３を通って乳化チャンバーから放出される。孔４３は、乳化装置本体９の部片９Ａに嵌合された連結部材４５に接続されている。連結部材４５は、直接的に或いは間接的に注ぎ口７（図１）と流体連通する。加圧蒸気送り管１７と接続する孔４７は、部片９Ｂで作られている。孔４７は、大きな断面部４７Ａと、ベンチュリ管を形成する部片９Ｃと同軸な小さな断面部４７Ｂと、を有している。言い換えれば、部片９Ｃは、管４７Ｂの出口の正面に位置決めされた入口から、乳化チャンバー４１に向かう出口まで徐々に縮小する断面を備えた同軸の孔を有している。

ベンチュリ管を形成する部片９Ｃは、部片９Ａの座面４９に差し込まれて位置決めされ、その中に部片９Ｂのタブが中間部片９Ｃをその位置で保持するよう挿差されている。図３に示されるように、この目的のために、座面４９の底部を画定する隆起部で停止する特定のショルダーとフランジとを有している。

また、部片９Ｂに備えられているのは、その中にステム或いはピン５３が挿差される部分５１Ａと小さな断面をもつ部分５１Ｂとを備えた孔５１であり、孔５１は部片９Ｃの一部として形成され、部片９Ｃとチャネル或いは管４７Ｂを周囲する部片９Ｂの表面部との間に画定されたベンチュリ管を超えて容量５５内に案内されている。この容量（容積部）５５及び孔５１Ａ、５１Ｂで画定された容量で、ミルクは、部片９Ｃで画定されたベンチュリ管の中に送られる蒸気流によって吸引された外部の空気と混合される。ステム５３は適切な断面を有し図３Ａでより良く示されている。

図３Ａで見られるように、ステム５３は斜め或いは平坦部分５３Ａを有していて、従ってその断面はその中に嵌合される孔５１の断面と一致していない。斜め部５３Ａは、孔５１の内部表面と一体で外部から吸引された空気が通って通過する開口部を画定している。ミルクは、貯蔵器からミルクを吸引するための管１１に連結されたチャネル５７を通って同一開口部を通って吸引される。

上述の装置の動作は以下のようである。放出注ぎ口７の下にカップＴを置いた後、乳化或いは泡立てられたミルクが作られると、加圧蒸気流入管１７に位置決めされたタップ或いは弁１８（図１）が開かれる。管１７の蒸気は、例えば外部環境に対して過剰圧の８０ｍバールの指示によって早急に充分な高い圧力に達し、弁９１はほぼ直後に閉じられ、よって外部環境に対して蒸気流入管１７の内部を隔離する。加圧蒸気は乳化装置の本体９に達して管４７Ａ、４７Ｂを通って本体９の部片９Ｃで画定されたベンチュリ管内に流れる。

ベンチュリ管内部蒸気の加速は、容量５５で発生されようとする吸引を引き起こし、吸引は管１１を通って貯蔵器１３から乳化されようとするミルクを吸引する。また、ミルクと合わせて、外気は孔５１とステム５３の間に画定された開口部を介して吸引される。空気とミルクはチャンバー４１で乳化され同時に高い圧力で加圧された蒸気がミルクを温める。

乳化された飲料は、放出管４３を通って注ぎ口７に向けて放出される。

乳化チャンバー４１はベンチュリ管より実質的に大きな断面であって、そのために以下の機能をもつ補償容量を画定する。その蒸気量及び／または温度がミルク量に対して過剰である場合、ミルクは沸点に達し易くなるであろう。乳化チャンバー４１における適当な容量の欠如によって、沸騰が流体供給を停止して、泡の形成及び乳化ミルクの正常な流出を妨害するであろう。注入チャンバー４１の大容量は、ミルクの局部的な沸騰で発生する超過圧が相殺され得るのを保証して、乳化チャンバーに流体供給が停止されるのを阻止している。従って、ベンチュリ管の出口の下流で実質的に増大する断面をもつ乳化チャンバーの利用が、さらに本発明の特殊な関連態様を形成している。

さらなる本発明の関連形態は、ステム５３の構成である。図解された実施形態によれば、横方向に平坦な領域をもつステムを備え、ステムの断面と一致しない断面をもつ孔に挿差されて、それが乳化装置の本体９を形成する大型のプラスチック物質に目盛り付きの孔を作る必要がなく、非常に小さな寸法を有する空気通路のための１つの貫通孔を画定することができる。実質上、これは空気流入開口部の許容量に特別な注意を払う必要がなく乳化装置９を製造するのを可能にする。さらに、ステム５３の平坦にされた構造がその孔５１の中でそれ自身の回転によって、形成され得て且つ他方で空気流を妨害し得るミルクのあらゆるインクラステーションを取り除くことが可能である。ステムの構成及び断面はまた、ミルク流入管の出口がステムの近くにあって、空気とミルクが混合される領域がステムを周囲する容量で始動するように、空気入口開口部及びミルク送り用開口部の断面を例えば一定にするようにされ得る。

３つの部片９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃによる乳化装置の本体９の形成は、乳化装置本体が比較的剛性のある物質を利用してモールド成形過程で形成されるのを可能にし、相互に連結されるようになる様々な部分で比較的厳しい寛容性による迎合性さえ保証して、相当な寸法の整合性をもつ部片を製造することができる。これは、浸潤を介した流体の漏れを阻止して様々な部片の組立てを容易にするためには重要である。

本発明の範囲内で、乳化チャンバー４１を画定する主要部分９Ａと乳化チャンバーを閉じている部分９Ｂとを備え、チャンバーの中に蒸気送り管及びミルク流入管が空気流入開口部と一体で作られる乳化装置本体を製造することは特に有利である。また、特に有利なのは、第三の仕切り室またはフランジ或いはその他の接触要素を備えた部分９Ｃにおけるベンチュリ管の製造にあり、それによりベンチュリ管が、例えば部分９Ａの下位部に上位部のフランジ付きの部分によって作られた座面でブロックされ得る。

図面は本発明の実際の構成により提供された例を示しているに過ぎず、本発明の概念の範囲を逸脱することなく形状及び構成において変更することができることが理解される。添付の特許請求の範囲におけるすべての参照番号は、説明及び図面を参照して特許請求の範囲を読むことを容易にするためのものであって、特許請求の範囲で示された保護の範囲を限定するものではない。

１ コーヒーメーカー
３ コーヒー製造ユニット
５ 注ぎ口
７ 第二の注ぎ口
９ 乳化装置
９Ａ 部片
９Ｂ 部片
９Ｃ 部片
１１ ミルク送り管
１３ 貯蔵器
１５ 開口部
１７ 加圧蒸気送り管
１８ 弁
２１ 弁
２３ 本体
２５ 仕切り室
２７ カバー
２７Ａ 孔
２９ 隔膜
３１ ポート
３３ 閉鎖要素
３５ ステム
４１ 乳化チャンバー
４３ 孔
４５ 連結部材
４７ 孔
４７Ａ 大きな断面部
４７Ｂ 小さな断面部
４９ 座面
５１ 孔
５１Ａ 孔部
５１Ｂ 孔部
５３ ピン
５３Ａ ピンの平坦部
５５ 容量
５７ チャネル

Claims (10)

1. ミルク送り管と、外気を引き込むための開口部と、加圧蒸気送り管と、加圧された蒸気によって吸引された前記ミルク及び前記空気が混合及び乳化される乳化チャンバーと、を備える泡立てられたミルクを製造する乳化装置において、
   蒸気送り管に沿って、前記蒸気送り管を外部と連通させ、ミルク送り管を空にさせる制御通路を設けていることを特徴とする乳化装置。
2. 前記通路の開閉を制御する弁が、前記通路に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記弁の開閉が、前記蒸気送り管における蒸気圧力で制御されるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記弁は、蒸気が第一の圧力値に達するとき前記通路を閉じ、また蒸気が第二の圧力値に達するとき前記通路を開くよう調整され、前記第二の値が前記第一の値より小さいことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記第一の圧力値が、前記蒸気送り管の外部圧力に対して超加圧の６０〜１５０ｍバールの間であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記第二の圧力値が、前記蒸気送り管の外部圧力に対して超加圧の５〜４５ｍバールの間であることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
7. 前記空気流入管及び前記ミルク送り管が、ベンチュリ管の入口と連通状態にある混合容量内に集束され、ベンチュリ管内に蒸気送り管の出口が案内され、ベンチュリ管における蒸気流が真空を発生させ、ベンチュリ管の下流で乳化領域に向けてベンチュリ管を介してミルク及び空気を吸引することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の装置。
8. 前記乳化領域が乳化チャンバーを備えていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記乳化領域が、乳化されたミルクの出口管と流体連通し、出口管の放出開口部が、蒸気送り管の内部と外部の間で前記連通通路の高さに対してより低い高さであることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の装置による泡立てられたミルクを製造する方法であって、
    − 前記通路が閉じた状態で、前記蒸気送り管内に加圧蒸気を送るステップと、
    − 加圧蒸気によって、ミルクと空気を前記ミルク送り管及び前記開口部のそれぞれを介して吸引されるステップと、
    − 空気とミルクの混合を介した乳化ミルクを分配するステップと、
    − 分配後、蒸気圧力を低減し、前記通路を開放して、前記通路を通してミルク送り管に空気を入り込ませ、その中に収容されたミルクを放出して、混合領域から及び乳化領域から蒸気の残存流によって残留ミルクを排出させるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。

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