RU2419371C2 - Смесительное устройство, содержащее колено трубы - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к смесительному устройству (2) для смешивания жидкости, такой как вода, с быстрорастворимым ингредиентом для образования напитка, такого как кофе, суп, горячее какао, чай, бульон, лимонад или фруктовый сок. Смесительное устройство (2) содержит смесительную камеру (13, 16, 24), при этом смесительная камера (13, 16, 24) содержит впускную камеру (13), роторную камеру (24) с размещенным в ней ротором (25) и колено (16) трубы. Впускное отверстие (29) колена (16) трубы проходит в горизонтальной плоскости. Внутренняя стенка колена (16) трубы на стороне наружного изогнутого участка (11) имеет плоскую поверхность (37), определенную первым направлением (H), которое является горизонтальным, и вторым направлением (D), которое перпендикулярно первому направлению (Н). Плоская поверхность (37) проходит под углом к горизонтальной плоскости от впускного отверстия (29) к выпускному отверстию (31), при этом верхняя сторона плоской поверхности (37) примыкает к впускному отверстию (29), что улучшает сквозной поток в колене трубы для предотвращения осаждения частиц и образование корки в указанном колене трубы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области приготовления быстрорастворимого напитка. Настоящее изобретение, в частности, относится к смесительному устройству, используемому для смешивания жидкости, такой как горячая или холодная вода, с быстрорастворимым ингредиентом, таким как быстрорастворимый порошок или быстрорастворимая жидкость, для образования напитка.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известны смесительные устройства в области приготовления быстрорастворимых напитков. Пример такого устройства раскрыт в публикации WO 03/068039.

Подобные смесительные устройства используются для смешивания жидкости, обычно горячей воды, с быстрорастворимым ингредиентом, который в публикации WO 03/068039 представляет собой быстрорастворимый порошок. В публикации WO 03/068039 смесительное устройство имеет смесительную камеру, содержащую ротор. Смесительная камера обычно разделена на впускную камеру и роторную камеру. Впускная камера выполнена в верхней части с входным отверстием для подачи порции быстрорастворимого порошка во впускную камеру. Кроме того, впускная камера имеет входное отверстие для подачи горячей воды. Если впускная камера является круглой и ее вход ориентирован в радиальном направлении, смешивание происходит во впускной камере в результате кругового движения жидкости. Из впускной камеры жидкость с быстрорастворимым порошком проходит в роторную камеру. Ротор, как раскрыто в публикации WO 03/068039, обычно вращается вокруг горизонтальной оси. Колено трубы обычно расположено между впускной камерой и роторной камерой. Ротор может выполнять разные функции, возможно в комбинации, и может иметь разные формы частично по данной причине. Одна функция ротора заключается в улучшении смешивания. Другой функцией ротора является вспенивание напитка посредством вмешивания воздуха или другим способом. Еще одна функция ротора - это перемещение. Выпускной канал соединен со смесительной камерой, обычно с роторной камерой вблизи с ротором для выпуска образованной смеси обычно в контейнер, такой как стакан, кружка, чашка или кастрюля, из которого напиток может быть выпит или вылит. Выпускной канал обычно ориентирован в горизонтальном направлении и имеет выпускную часть, имеющую на конце выпускное отверстие, направленное вниз посредством изогнутого участка.

Известные смесительные устройства для приготовления быстрорастворимого напитка имеют различные недостатки, то есть имеются различные характеристики, которые могут быть улучшены.

Проблема, которая существует для смесительных устройств, таких как те, которые известны из публикации WO 03/068039, заключается в образовании наслоений из частиц быстрорастворимого ингредиента в колене трубы, ведущем из впускной камеры в роторную камеру, в особенности на его наружном изогнутом участке. Данное образование наслоений приводит к пачканию, которое нежелательно, и наслоения должны регулярно удаляться.

Цель настоящего изобретения заключается в улучшении сквозного потока в колене трубы для предотвращения осаждения частиц в указанном колене трубы и, тем самым, также образования корки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вышеописанная цель достигается в соответствии с изобретением смесительным устройством для смешивания жидкости, такой как горячая или холодная вода, с быстрорастворимым ингредиентом, таким как быстрорастворимый порошок или быстрорастворимая жидкость, для образования напитка, содержащим смесительную камеру, ротор, при этом смесительная камера содержит впускную камеру, роторную камеру с размещенным в ней ротором и колено трубы, которое соединяет впускную камеру с роторной камерой и образует изгиб с расположенным в начале изгиба впускным отверстием во впускной камере и с расположенным в конце изгиба выпускным отверстием в роторной камере, при этом впускное отверстие проходит в горизонтальной плоскости, впускная камера, по меньшей мере вблизи ее днища, имеет воронкообразную форму с сужением по направлению к впускному отверстию колена трубы и содержит входное отверстие в верхней части для подачи быстрорастворимого ингредиента и входное отверстие для подачи горячей или холодной воды, выпускной канал, предназначенный для выпуска образованной смеси и соединенный с роторной камерой; отличающееся тем, что внутренняя стенка колена трубы на стороне наружного изогнутого участка имеет плоскую поверхность, определенную первым направлением и вторым направлением, причем первое направление «проходит» в горизонтальном направлении и второе направление «проходит» перпендикулярно к первому направлению, под углом к горизонтальной плоскости и от впускного отверстия к выпускному отверстию, при этом плоская поверхность расположена перпендикулярно под впускным отверстием, и верхняя сторона плоской поверхности примыкает к впускному отверстию.

Выполнение плоской поверхности на стороне наружного изогнутого участка колена трубы так, что указанная плоская поверхность проходит под углом относительно горизонтальной плоскости от впускного отверстия к выпускному отверстию, приводит к тому, что скорость потока в зоне данного наружного изогнутого участка будет сравнительно высокой, в результате чего предотвращается осаждение частиц, в частности частиц быстрорастворимого ингредиента. Кроме того, плоская поверхность, которая расположена перпендикулярно под впускным отверстием, приводит к тому, что частицы, которые упали вниз через впускное отверстие и попали на данную прямолинейную поверхность, будут легко скользить вниз вдоль данной прямолинейной, плоской поверхности до тех пор, пока они не будут захвачены потоком, имеющим сравнительно высокую скорость. В данном случае важно, чтобы верхняя сторона плоской поверхности граничила с впускным отверстием с тем, чтобы частицы, которые падают вниз, сразу же захватывались на начальном участке колена. Таким образом, частицы, поступающие в колено трубы на стороне наружного изогнутого участка, не осаждаются в вертикальном направлении или вообще почти не осаждаются в вертикальном направлении.

Следует отметить, что, как показано на фиг.2 публикации WO 03/068039, колено трубы на стороне наружного изогнутого участка имеет наклонный участок, который в точке 29 граничит с впускным отверстием колена трубы и примыкает к днищу впускной камеры. Однако это не плоская поверхность. Рассматриваемый чертеж показывает поперечное сечение конического первого участка колена трубы. Следовательно, это не более чем наклонная линия, и поверхность внутреннего изогнутого участка в данном случае в направлении по касательной является криволинейной и неплоской. Это приводит к другим эффектам потока. То же самое справедливо для нижней стороны колена трубы с фиг.2 публикации WO 03/068039, которая также представляет собой наклонный участок, но снова показано поперечное сечение конического участка, который образует часть поверхности, криволинейной в направлении по касательной, вместо плоской поверхности. Следовательно, на практике при использовании данного известного смесительного устройства явления осаждения и образования корки также имеют место.

В Европейском патенте 1.116.464 на имя данного заявителя раскрыто смесительное устройство, которое также имеет наклонный участок в нижней части колена трубы. В данном случае выпускное отверстие колена трубы образовано ситом 22, и горизонтальное впускное отверстие колена трубы в данном случае «сопряжено» с верхней стороной сита 22 или расположено даже выше. Во-первых, чертеж в данном случае, как можно четко видеть и как также было упомянуто в тексте, представляет собой очень схематический вид, и, во-вторых, верхняя сторона данного наклонного участка, как очень четко видно, не граничит с впускным отверстием колена трубы. Кроме того, также справедливо в данном случае то, что ничто не наводит на мысль о том, что данный наклонный участок образует часть плоской поверхности. Наоборот, данный наклонный участок представляет собой часть конической поверхности и будет в этом случае криволинейным с внутренней стороны колена трубы.

Кроме того, в этом случае предпочтительно, если верхняя сторона плоской поверхности по существу примыкает к днищу впускной камеры. Это означает, что впускное отверстие колена трубы по существу находится в коническом днище впускной камеры. Таким образом, когда частицы выходят из впускной камеры, те частицы, которые прошли по колену трубы вдоль стороны наружного изогнутого участка, будут проходить прямо вдоль плоской наклонной поверхности и не будут сначала падать вниз в вертикальном направлении.

Кроме того, предпочтительно, чтобы нижняя сторона плоской поверхности по существу граничила с выпускным отверстием колена трубы. В этом случае плоская поверхность как бы проходит через все колено трубы и может образовывать всю сторону наружного изогнутого участка колена трубы. За счет примыкания нижней стороны плоской поверхности к выпускному отверстию плоская поверхность будет образована вдоль всей стороны наружного изогнутого участка. Таким образом, в результате частицы, перемещающиеся вдоль стороны наружного изогнутого участка колена трубы, будут проходить через колено трубы со сравнительно высокой скоростью.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения угол наклона второго направления находится в диапазоне от 35° до 55°. Во-первых, при таком угле проходное отверстие в колене трубы является достаточно большим для обеспечения возможности прохода жидкости через него, и, во-вторых, плоская поверхность имеет достаточную крутизну для предотвращения образования отложений и корки. В этой связи более предпочтительно, если угол наклона второго направления находится в диапазоне от 40° до 50°. В частности, было установлено, что угол наклона второго направления, составляющий приблизительно 45°, приводит к очень хорошим результатам.

Кроме того, в соответствии с изобретением предпочтительно, если вертикальная проекция плоской поверхности на впускное отверстие перекрывает, по меньшей мере, 50%, например 70% или более, впускного отверстия. Данное перекрытие, в частности, будет составлять более 80%, например 90% или более. Это способствует сравнительно сильному потоку вдоль наружного изогнутого участка колена трубы. В том случае, когда колено трубы в большей или меньшей степени сужается в направлении вниз вдоль сторон, это очевидно приведет к перекрытию, составляющему менее 100%.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения колено трубы образует участок, изогнутый под углом, составляющим приблизительно 90°.

Кроме того, в соответствии с изобретением предпочтительно, если внутренняя стенка колена трубы на стороне внутреннего изогнутого участка имеет угловую переходную зону между входной зоной колена трубы, при этом указанная входная зона примыкает к впускному отверстию, и выходной зоной колена трубы, при этом указанная выходная зона примыкает к выпускному отверстию. Подобная угловая переходная зона вызывает явления, подобные турбулентности, в зоне потока в колене трубы, что дополнительно способствует действию плоской поверхности, направленному на предотвращение осаждения и образования корки. В этом случае угловая переходная зона может представлять собой центр края дугообразного арочного элемента, при этом оба конца указанного края арочного элемента примыкают к плоской поверхности. В этом случае весь край дугообразного арочного элемента может быть угловым. В данном случае особенно предпочтительно, если угловая переходная зона образует острый угол (то есть угол 90° или менее).

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления смесительного устройства ротор выполнен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси вращения.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящее изобретение относится к устройству для приготовления горячего быстрорастворимого напитка, содержащему, по меньшей мере, одно смесительное устройство в соответствии с изобретением, систему для подачи горячей или холодной воды во входное отверстие, по меньшей мере, одного смесительного устройства, по меньшей мере, один контейнер для хранения быстрорастворимого ингредиента, трубку для подачи ингредиента, соединяющую контейнер для хранения с входным отверстием, по меньшей мере, одного смесительного устройства.

В соответствии с еще одним дополнительным аспектом настоящее изобретение относится к применению смесительного устройства в соответствии с изобретением для приготовления горячего или холодного быстрорастворимого напитка, такого как кофе, суп, горячее какао (горячий шоколад), чай, бульон, лимонад или фруктовый сок.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение будет разъяснено ниже со ссылкой на один вариант осуществления, проиллюстрированный на чертежах, на которых показано следующее:

фиг.1 показывает схематический вид в перспективе устройства для приготовления напитков в соответствии с изобретением;

фиг.2 показывает схематический вид в перспективе устройства для приготовления напитков в соответствии с изобретением в открытом положении;

фиг.3 показывает схематическое сечение смесительного устройства в соответствии с изобретением;

фиг.4 показывает схематическое сечение детали смесительного устройства согласно фиг.3;

фиг.5 показывает схематический вид сверху детали с фиг.4 в направлении, показанном стрелкой V на фиг.4;

фиг.6 показывает схематический вид сверху детали с фиг.4 в направлении, показанном стрелкой VI на фиг.4 и фиг.5;

фиг.7 показывает сечение в направлении, показанном стрелками VII на фиг.3; и

фиг.8 показывает альтернативное сечение, соответствующее сечению по фиг.7.

Фиг.1 и 2 показывают схематические виды в перспективе устройства 1 для приготовления напитков в соответствии с изобретением. Данное устройство содержит по существу закрытый корпус 9, поворотную (откидную) крышку 8 и поворотную дверцу 6. На дверце 6 предусмотрена панель 5 управления, посредством которой пользователь может выбрать определенный напиток. Спереди в нижней части на панели предусмотрены два положения 3 для установки чашки или кружки. Над каждым положением 3 в дверце 5 предусмотрено положение 4 выдачи напитка.

Когда дверца открыта (фиг.2), видны четыре контейнера 7 для хранения. Каждый контейнер может содержать отличающийся от других материал-основу для приготовления быстрорастворимого напитка. Таким образом, например, левый контейнер 7 может содержать сухое молоко, второй контейнер слева - быстрорастворимый порошкообразный кофе для капучино, третий контейнер слева - быстрорастворимый порошкообразный кофе для обычного кофе или кофе эспрессо, и правый контейнер - порошкообразный концентрат супа. Контейнеры могут также содержать быстрорастворимую жидкость вместо быстрорастворимого порошка, и, кроме того, существует возможность того, что помимо контейнеров с быстрорастворимой жидкостью будут предусмотрены контейнеры с быстрорастворимым порошком.

Под контейнерами 7 для хранения имеются три смесительных устройства в соответствии с изобретением, которые соединены с контейнерами посредством труб для подачи порошка. Следует отметить, что устройство для приготовления напитков в соответствии с изобретением также может быть выполнено с меньшим или большим числом смесительных устройств в соответствии с изобретением.

В соответствии со стандартом NEN-EN-IEC60335-2-75 можно различить три так называемые «зоны» в устройстве для приготовления напитков в соответствии с изобретением, то есть так называемую «зону пользователя» (статья 3.109 стандарта), так называемую «зону текущего обслуживания» (статья 3.110 стандарта) и так называемую «зону обслуживания» (статья 3.111 стандарта).

Зона пользователя представляет собой пространство, в котором пользователь получает напиток. Таким образом, зона пользователя по существу представляет собой зону, которая доступна снаружи, как проиллюстрировано на фиг.1.

Зона текущего обслуживания представляет собой пространство, в котором выполняется стандартное, обычно ежедневное, текущее обслуживание, в частности повторное заполнение контейнеров для хранения. Для обеспечения доступа к зоне технического обслуживания поворотная дверца 6 предусмотрена спереди устройства 1 для приготовления напитков, и поворотная крышка 8 предусмотрена в верхней части устройства 1 для приготовления напитков. Между тем поворотная крышка 8 также может быть исключена.

Так называемая зона обслуживания находится в пространстве, огражденном корпусом 9, имеющим форму шкафа. Доступ к данной зоне обслуживания возможен только для специалистов по техническому обслуживанию и ремонту. Зона обслуживания содержит электротехнические компоненты, такие как источник питания, электродвигатели, нагревательные средства и т.д.

Фиг.3 показывает сечение смесительного устройства в соответствии с изобретением. Данное смесительное устройство 2 сначала будет рассмотрено в общем без подробного рассмотрения самого изобретения.

Смесительное устройство 2 содержит смесительную камеру 13, 16, 24. Смесительная камера разделена на впускную камеру 13, роторную камеру 24 и колено 16 трубы, которое соединяет впускную камеру 13 с роторной камерой 24. Камера 24 содержит ротор 25. Ротор 25 приводится в движение электродвигателем 23. Электродвигатель 23 расположен снаружи камеры 24 и соединен с ротором 25 посредством приводного вала 26.

Вытяжной колпак 10 предусмотрен над впускной камерой 13. Данный вытяжной колпак 10 ограничивает отверстие 14 для доступа во впускную камеру 13. Кроме того, вытяжной колпак 10 имеет соединительный элемент 15, предназначенный для соединения с вытяжным каналом. Как можно видеть на фиг.2, одна или несколько трубок 27 для подачи порошка заканчиваются во входном отверстии 14. При использовании быстрорастворимый порошок, по меньшей мере порции быстрорастворимого порошка, подается (подаются) во впускную камеру 13 посредством трубок 27. Кроме того, во впускной камере 13 имеется входное отверстие 12 для подачи горячей воды. Подача данной горячей воды осуществляется в горизонтальном направлении, а именно в направлении, обозначенном стрелкой 30, чтобы вода входила во впускную камеру. Вследствие того, что впускная камера является чашеобразной, горячая вода будет совершать вихревое движение. Следовательно, быстрорастворимый порошок, который подается во впускную камеру через входное отверстие 14, будет смешиваться с горячей водой уже во впускной камере и может полностью или частично растворяться в данном процессе.

Вследствие наличия горячей воды во впускной камере 13 будет иметься пар, и вследствие наличия быстрорастворимого порошка также будут иметься частицы тонко измельченного порошка, «плавающие» в паре во впускной камере 13. Очевидно, что данный пар не должен поступать в трубки 27 для подачи порошка, и вытяжной колпак 10 был предусмотрен именно по этой причине. При использовании воздух будет отводиться из впускной камеры 13 через соединительный элемент 15, так что пар и частицы тонко измельченного порошка удаляются в окружающую зону.

Днище 28 впускной камеры 13 имеет воронкообразную конструкцию, в данном случае - приблизительно коническую, и заканчивается в центре впускным отверстием 29 колена 16 трубы. Данное колено 16 трубы изогнуто под углом, составляющим приблизительно 90°, и заканчивается выпускным отверстием 31 колена 16 трубы в роторной камере 24.

Смесь подвергается дополнительной обработке посредством ротора 25 в камере 24. В соответствии с изобретением данный ротор может иметь разные конструкции. Ротор, проиллюстрированный на фиг.3, является по существу плоским и дискообразным. Однако ротор также может иметь другую конструкцию, например аналогичную ротору по Европейскому патенту 639924 или аналогичную ротору по публикации WO 03/068039.

Сзади роторная камера 24 ограничена задней стенкой 19, которая также названа в данной заявке термином «первая часть стенки». Задняя стенка 19 имеет уплотнение 21 вала, через которое приводной вал 26 проходит в камеру 24.

Задняя стенка 19 размещена в опоре 17 для электродвигателя 23. Во время монтажа опору 17 для электродвигателя прикрепляют к передней стенке корпуса 9. Кроме того, опора 17 для электродвигателя служит опорой для кожуха 32, в котором размещена смесительная камера. Задняя стенка 19 выполнена с упругим уплотнением 20 вдоль периферии, относительно которого выступ 34 кожуха 32 смесительной камеры образует уплотнение.

Кроме того, кожух 32 смесительной камеры выполнен с выпускным каналом 36, 33, предназначенным для выпуска смеси, образованной в смесительной камере 13, 16, 24. Выпускной канал 36, 33 содержит прямолинейный участок 36 и выпускную часть 33, посредством которой смесь выпускается в чашку или стакан. Как показано на фиг.2, трубка или другой канал может быть расположен между прямолинейным участком 36 и выпускным каналом 33, если смесительное устройство 2 не расположено перпендикулярно над местом установки чашки и т.п.

Несмотря на то, что смесительное устройство в соответствии с изобретением было описано выше как смесительное устройство, предназначенное для смешивания быстрорастворимого порошка с жидкостью, в частности водой, следует отметить, что смесительное устройство в соответствии с изобретением может быть также такого типа, в котором быстрорастворимая жидкость - на практике часто называемая «жидким ингредиентом» - смешивается с водой. Вязкость подобного жидкого ингредиента в соответствии с изобретением может варьироваться от низкой до высокой и даже может быть чрезвычайно высокой. В соответствии с изобретением подобный жидкий ингредиент может представлять собой, например, сгущенный (концентрированный) экстракт или сгущенную жидкость. Специалисту в данной области техники будет ясно, что подача в смесительную камеру может быть выполнена по-другому в случае жидкого ингредиента. Вытяжной колпак может быть полностью исключен (но также может оставаться на месте). Форма впускной камеры может быть другой, но может также быть приблизительно такой же, если это желательно.

Кроме того, следует отметить, что смесительное устройство в соответствии с изобретением может быть использовано как для горячих, так и для холодных напитков. В соответствии с изобретением горячие напитки могут быть приготовлены как из быстрорастворимого порошка, так и из быстрорастворимой жидкости, или так называемого «жидкого ингредиента». То же применимо для холодных напитков. В соответствии с изобретением холодные напитки также могут быть приготовлены как из быстрорастворимого порошка, так и из быстрорастворимой жидкости, или так называемого «жидкого ингредиента».

Изобретение и, более точно, ряд усовершенствований, которые изобретение обеспечивает для смесительного устройства в соответствии с изобретением, будут рассмотрены ниже более подробно. Данные усовершенствования выполнены в четырех разных зонах. Первое усовершенствование смесительного устройства в соответствии с изобретением относится к колену 16 трубы. Второе усовершенствование смесительного устройства в соответствии с изобретением относится к улучшению работы ротора 25. Третье усовершенствование смесительного устройства в соответствии с изобретением относится к выпускному каналу 36, 33. Четвертое усовершенствование смесительного устройства в соответствии с изобретением относится к уменьшению числа недостатков электродвигателя 23.

Как можно частично видеть на фиг.3, сторона наружного изогнутого участка 11 колена 16 трубы выполнена в виде плоской поверхности 37 в колене 16 трубы в соответствии с изобретением. Плоская поверхность 37 показана более подробно на схематических фиг.4, 5 и 6, которые показывают только деталь устройства. Фиг.4 в данном случае показывает схематическое изображение сечения в соответствии с сечением по фиг.3. Фиг.5 показывает вид в направлении, показанном стрелкой V на фиг.4, и фиг.6 показывает вид в направлении, показанном стрелками VI на фиг.4 и 5. На фиг.5 плоская поверхность 37 была показана более легко различимой посредством затенения ее. На фиг.6 ротор был показан только посредством окружности 25, изображенной штрих-пунктирной линией для указания его местоположения и, кроме того, для обеспечения хорошего изображения наклонной поверхности 37 в роторной камере 24.

Как показано на фиг.4, 5 и 6, вся сторона наружного изогнутого участка колена 16 трубы выполнена в виде плоской поверхности 37. Коническое днище 28 впускной камеры 13 имеет отверстие в центре, при этом указанное отверстие также образует впускное отверстие 29 колена 16 трубы. При промежуточном положении небольшого конического переходного края 38, высота которого составляет приблизительно 1-2 мм в вертикальном направлении, данная плоская поверхность 37 здесь не только примыкает к впускному отверстию 29 колена трубы, но и к днищу 28 впускной камеры 13.

Как показано на фиг.5, вследствие того, что входная сторона колена 16 трубы немного сужается, имеется сужение, в частности конические зоны 39 стенок с обеих сторон колена трубы, которые проходят наклонно и круто от днища 28 впускной камеры 13 по направлению к другой плоской поверхности 37. Подобную сужающуюся криволинейную поверхность 40 также можно видеть на стороне внутреннего изогнутого участка (фиг.4 и 5).

Плоская поверхность 37 определяется первым направлением Н, которое «проходит» в горизонтальном направлении (см. двойную стрелку Н на фиг.5), и вторым направлением D, которое «проходит» перпендикулярно к данному первому направлению Н. Данное второе направление показано на фиг.4 посредством двойной стрелки D. Плоская поверхность 37 расположена под углом α относительно горизонтальной плоскости. В варианте осуществления, подобном проиллюстрированному на фиг.3-6, угол α составляет 45°. Таким образом, двойная стрелка D находится под углом 45° относительно как двойной стрелки Н, которая указывает на горизонтальное направление, так и двойной стрелки V, которая указывает на вертикальное направление. В данном случае в соответствии с изобретением выражение «плоская поверхность» следует понимать как означающее то, что поверхность является плоскостью в направлении D ее протяженности, а также в направлении Н протяженности. Следовательно, в направлениях Н и D протяженности поверхность 37 не является криволинейной, но прямолинейной на определенном расстоянии, большем, чем 0 см (ноль см), например, на расстоянии, составляющем, по меньшей мере, 0,5 см.

Фиг.4 показывает, что на стороне внутреннего изогнутого участка колено трубы имеет угловую переходную зону 42. Угловая переходная зона 42 образует центр края 41 дугообразного арочного элемента (см. фиг.5), который в целом имеет угловую конфигурацию. Данный край 41 арочного элемента является С-образным и имеет два свободных конца 43, посредством которых край 41 арочного элемента примыкает к плоской поверхности 37 (фиг.5).

Для иллюстрации общего положения плоской поверхности 37 более подробно плоская поверхность 37 затенена на фиг.5.

Фиг.5, которая представляет собой вид в направлении, показанном стрелкой V на фиг.4, также показывает так называемую вертикальную проекцию плоской поверхности 37 на впускное отверстие 29. Это та часть плоской поверхности, которая на виде по фиг.5 действительно видна и не скрыта другими частями. Фиг.5 дополнительно показывает, что плоская поверхность 37 перекрывает более 50% площади впускного отверстия 29. Данное перекрытие составляет существенно больше 50%, даже больше 70%.

Плоская поверхность 37, которая выполнена на стороне наружного изогнутого участка колена 16 трубы, имеет преимущество, заключающееся в том, что жидкость, проходящая через колено трубы, будет проходить со сравнительно большой скоростью вдоль плоской поверхности, что противодействует отложениям и образованию корки из частиц на наружном изогнутом участке колена трубы и даже может почти полностью его предотвратить. Подобные отложения и образование корки представляют собой проблему в случае известных смесительных устройств и означают, что данные известные смесительные устройства необходимо регулярно чистить.

Для того чтобы сделать чертежи на фиг.4, 5 и 6 более понятными, следует отметить, что роторная камера 24 ограничена в зоне до ротора 25 конусообразно расширяющейся частью 47 стенки, которая рядом с краем 49 соединяется с расширенной частью, в которой размещен ротор 25. Коническая часть 47 стенки и ограничивающий край 49 показаны на фиг.4 и фиг.6.

Ниже улучшение работы ротора будет рассмотрено более подробно со ссылкой на фиг.4 и 6.

Ротор 25, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 26 вращения, образует поверхность 50 вращения вдоль окружной периферии ротора. Смесительная камера, в частности роторная камера 24, имеет окружную периферийную зону 51 стенки, имеющую по существу круглое поперечное сечение. Данная окружная периферийная зона 51 стенки окружает поверхность 50 вращения ротора.

Для улучшения работы ротора 25 в соответствии с изобретением, по меньшей мере, один выступ 54, 55, 56, 57 для взаимодействия с ротором выполнен в окружной периферийной зоне 51 стенки. Данный, по меньшей мере, один выступ для взаимодействия с ротором простирается от окружной периферийной зоны 51 стенки в направлении поверхности 50 вращения ротора 25.

На фиг.6 проиллюстрированы пять из данных выступов для взаимодействия с ротором. Два из выступов для взаимодействия с ротором, которые оба обозначены ссылочной позицией 55, показаны посредством пунктирных линий, чтобы четко показать, что количество выступов для взаимодействия с ротором может варьироваться в соответствии с изобретением. Кроме того, выступы 55 для взаимодействия с ротором во всяком случае могут быть легко исключены. Кроме того, следует отметить, что выступы 56 и 57 для взаимодействия с ротором образуют пару, которая предусмотрена на обеих сторонах входа 53 в выпускной канал 36. Выступы 56, 57 для взаимодействия с ротором могут быть использованы, возможно, в сочетании с другими выступами для взаимодействия с ротором. Один или несколько выступов 54, 55 также могут быть предусмотрены, возможно, в сочетании с выступами 56, 57 для взаимодействия с ротором.

Как показано на фиг.6 и с учетом предположения, что направление вращения ротора 25 - это направление, показанное стрелкой R, работа выступов 54 для взаимодействия с ротором и возможных выступов 55 для взаимодействия ротором такова. Вследствие центробежных сил жидкость вытесняется к наружной стороне посредством ротора 25 и проходит вдоль внутренней стенки смесительной камеры в окружной периферийной зоне 51 стенки. Когда данная жидкость, которая теперь проходит в окружной периферийной зоне 51 стенки вдоль стенки смесительной камеры, сталкивается с выступом 54 или 55, она будет возвращаться в направлении ротора 25 посредством выступа 54. Данное направление вдоль окружной периферийной зоны 51 стенки и обратное движение потока жидкости показано посредством стрелки Q. Данное обратное движение приводит к тому, что жидкость вытесняется с входом ее в более плотный контакт с ротором, что приводит к улучшению работы ротора.

Как было показано посредством стрелки W у выступа 56, действие выступа 56 для взаимодействия с ротором в данном отношении аналогично.

Как можно видеть на фиг.4, выступы 54 и 56, а также выступ 57 и возможные выступы 55 предпочтительно проходят вдоль всей аксиальной длины ротора 25.

Кроме того, фиг.6 показывает, что все выступы 54, 55, 56, 57 имеют по существу треугольную форму сечения. Это приводит к тому, что жидкость проходит к ротору в направлении, показанном стрелками Q и W, проходя вдоль наклонной поверхности в направлении ротора, так что при ее отходе от выступов она имеет составляющую движения, которая частично направлена в направлении вращения ротора. Это облегчает перемещение данной возвращенной жидкости вдоль окружной периферийной зоны 51 стенки и предотвращает скапливание жидкости вдоль окружной периферийной зоны 51 стенки.

Кроме того, фиг.6 показывает, что выступы 54, 55, 56 и 57 имеют угловой край 58, 59, 60, проходящий в аксиальном направлении. Это способствует образованию турбулентностей в жидкости при перемещении ее от соответствующих выступов для взаимодействия с ротором.

Высота выступов 54, 55, 56 и 57, если смотреть в радиальном направлении ротора, находится в интервале от 1 до 3 мм и составляет приблизительно 2 мм на фиг.6. Радиальный зазор S между поверхностью 50 вращения и соответствующими выступами, в частности, в интервале от 0,5 до 2 мм и составляет приблизительно 1 мм на фиг.6, но может также составлять 2 мм. Это предотвращает ситуацию, при которой ротор с неточно выполненными размерами или ротор, который не был правильно сцентрирован на оси ротора, будет сталкиваться с выступами для взаимодействия с ротором.

Вход 53 выпускного участка 36 расположен вблизи поверхности вращения ротора и, более точно, по меньшей мере, в данном приведенном в качестве примера варианте осуществления, частично вдоль аксиальной передней поверхности ротора. Непосредственно рядом с входом 53 впускного канала 36 с обеих сторон расположены выступы 56 и 57. Выполнение выступов 56 и 57 для взаимодействия с ротором с обеих сторон входа 53 впускного канала 36 не только приводит к тому, что жидкость возвращается к ротору у данных выступов для взаимодействия с ротором, но также имеет такой эффект, что данная жидкость не будет выходить столь быстро по выпускному каналу. Это приводит к тому, что жидкость будет дольше оставаться в камере с ротором. Следует отметить, что несмотря на то, что вход 53 выпускного канала 36 проходит здесь в аксиальной плоскости, данный вход также может проходить в касательной плоскости, при этом в данном случае выпускной канал будет, по меньшей мере, в начальной зоне изогнутым в радиальном направлении.

Со ссылкой, в частности, на фиг.3, 7 и 8, усовершенствование выпускного канала будет рассмотрено далее более подробно. Точно известно, что благодаря заданному функционированию ротора жидкость, проходящая по выпускному каналу 36, 33, завихряется, что приводит к турбулентностям при ее вытекании в чашку или стакан. Известно, что для предотвращения данных турбулентностей выполняют выпускное отверстие, то есть конец выпускного канала, с определенными характеристиками. Авторы изобретения в настоящий момент обнаружили, что турбулентный поток может быть легко преобразован в плавный поток посредством выполнения выступа в выпускном канале 36, 33, который простирается в продольном направлении выпускного канала. Данный выступ оказывает направляющее воздействие на поток, проходящий по выпускному каналу, и обеспечивает придание плавности данному выходящему потоку. Неожиданно было обнаружено, что в данном случае отсутствует заметное влияние на качество жидкости, такой как пена, которая образована в устройстве, и тому подобное, или вообще почти не оказывается никакого влияния на качество жидкости.

В приведенном в качестве примера варианте осуществления, показанном на чертежах, данный, по меньшей мере, один выступ расположен в выпускной части 33. Выпускная часть 33 с фиг.3 показана в сечении на фиг.7. Как можно видеть здесь, выступ 62 расположен на внутренней стороне выпускного канала, следовательно, в данном случае внутри выпускной части 33. Данный выступ 62 проходит в продольном направлении выпускного канала. В частности, выступ 62 проходит параллельно продольному направлению выпускного канала. Кроме того, выступ 62 предпочтительно проходит вдоль всего изогнутого участка выпускной части. Поскольку последняя в данном случае представляет собой колено 33 трубы, выступ 62 будет, следовательно, повторять профиль изогнутого участка, как также можно видеть на фиг.3. Было установлено, что особенно предпочтительно выполнение данного, по меньшей мере, одного выступа 62 на участке колена 33 трубы, который расположен ближе всего к стороне наружного изогнутого участка. Жидкость вытесняется к наружной стороне в колене трубы и, следовательно, будет подвергаться направляющему воздействию выступа 62 в максимально возможной степени.

Фиг.8 показывает альтернативный вариант осуществления выпускной части 33 в поперечном сечении. В данном случае помимо выступа 62 с фиг.7 выполнены три дополнительных выступа 63, 64. Таким образом, обеспечивается крестообразная форма поперечного сечения.

Как можно видеть на фиг.3, выпускной канал состоит из первого участка 36, который выполнен как неотъемлемая часть кожуха 32 смесительной камеры 13, 16, 24, и второго участка 33, или выпускной части. При желании третий участок также может быть предусмотрен между первым участком 36 и вторым участком 33. Подобный третий участок может представлять собой, например, трубу, если выпускная часть 33 не соединена напрямую с первым участком 36. За счет выполнения первого участка 36 без направляющих выступов можно использовать деталь, представляющую собой универсальный кожух, и выступы во второй части или на третьем участке могут быть специально приспособлены для определенного назначения, в частности для жидкости, которая должна проходить по выпускному каналу. Требования к направляющим выступам для сильно вспенивающейся жидкости отличаются от требований к направляющим выступам для жидкости, которая образует мало пены, или для жидкого супа.

Выпускная часть 33 на фиг.3 содержит изогнутый участок, так что направление течения изменяется с горизонтального на по существу вертикальное. Выходной конец 65 выпускной части 33 повернут вниз. Кроме того, фиг.3 показывает, что сторона наружного изогнутого участка 66 выходного конца 65 расположена ниже, чем сторона внутреннего изогнутого участка 67. Это способствует созданию плавного потока, выходящего из выпускной части.

Кроме того, фиг.3 показывает, что выступ 62 выступает от выходного конца 65 в направлении вниз в виде конца 68. Это способствует выходу последних остатков жидкости из выпускной части после заполнения стакана или чашки и, таким образом, ограничивает капанье. В данном случае указанное капанье может быть ограничено даже в большей степени посредством выступающего конца 68 выступа, конусообразно сужающегося в направлении продольной оси выпускного канала, как показано посредством стрелки 69 на фиг.3.

Далее увеличение срока службы электродвигателя 23 будет рассмотрено более подробно в основном со ссылкой на фиг.2 и 3.

Как показано на фиг.3, задняя стенка 19 роторной камеры 24 расположена за ротором 25. Данная задняя стенка в этой связи названа первой частью стенки. Стенка 19 имеет уплотнение 21 вала, через которое приводной вал 26 проходит в роторную камеру. Промежуточное пространство 70 расположено за стенкой 19. В известных устройствах промежуточное пространство 70 представляет собой по существу замкнутое пространство с двумя проходными отверстиями, то есть проходным отверстием в уплотнении 21 вала и другим проходным отверстием во второй части 71 стенки, через которое вал проходит в промежуточное пространство 70. Когда уплотнение 21 вала начинает «протекать» в результате износа или по другой причине, промежуточное пространство 70 будет заполняться. В этом случае через некоторое время жидкость достигнет электродвигателя, и последний выйдет из строя.

В соответствии с настоящим изобретением предложено выполнение системы индикации, которая выдает сигнал, как только жидкость поступит в промежуточное пространство 70. В этом случае обеспечивается возможность вызова инженера по техническому обслуживанию и ремонту на ранней стадии, так что может быть заменено уплотнение вала вместо электродвигателя 23, который в противном случае вышел бы из строя через некоторое время. Подобная система индикации может быть образована посредством датчиков. Однако в соответствии с изобретением данная система индикации образована очень простым образом и так, что она является безотказной, посредством выполнения промежуточного пространства 70 с каналом 22 для отвода утечек на нижней стороне, который обеспечивает выпуск жидкости, которая поступила в промежуточное пространство, к индикатору, выполненному в виде простой поверхности для сбора или простого поддона для сбора. В этом случае жидкость проходит по каналу 22 для отвода утечек к поверхности для сбора. В данном случае поверхность для сбора представляет собой просто днище 75 дверцы спереди. Когда пользователь открывает дверцу 6 для повторного заполнения контейнеров быстрорастворимым порошком, он/она автоматически увидит, вытекла ли какая-либо жидкость. В этом случае пользователь должен войти в контакт с обслуживающим техническим персоналом, который может тогда заменить уплотнение 21 вала. Поскольку все это происходит на ранней стадии, устройство 1 для приготовления напитков может продолжать работать так же нормально и не должно быть выведено из эксплуатации для ожидания того, что обслуживающий технический персонал уделит внимание данной проблеме.

В соответствии с изобретением предпочтительно, если уплотнение 21 вала смонтировано в смесительном устройстве в соответствии с изобретением в виде отдельной детали, возможно в комбинации со всей стенкой 19 для облегчения замены уплотнения 21 вала.

Само по себе будет понятно, что поверхность для сбора или, при желании, поддон для сбора вытекшей жидкости может также быть присоединен к самому смесительному устройству и, таким образом, образует часть самого смесительного устройства вместо образования части устройства для приготовления напитков.

К примерам напитков, которые могут быть приготовлены посредством использования соответственно смесительного устройства в соответствии с изобретением или устройства для приготовления напитков в соответствии с изобретением, относятся следующие: чай, чай со льдом, кофе-фраппе (кофе со льдом), (холодный) лимонад, суп, бульон, (искусственный) фруктовый сок, напитки для укрепления здоровья - такие как AA-drink®. Все эти напитки могут в принципе быть приготовлены или посредством использования быстрорастворимого порошка, или посредством использования быстрорастворимой жидкости - так называемого «жидкого ингредиента».

Claims (15)

1. Смесительное устройство (2) для смешивания жидкости, такой как вода, с быстрорастворимым ингредиентом для образования напитка, содержащее смесительную камеру (13, 16, 24) и ротор (25), при этом смесительная камера (13, 16, 24) содержит впускную камеру (13), роторную камеру (24) с размещенным в ней ротором, и колено (16) трубы, которое соединяет впускную камеру (13) с роторной камерой (24) и образует изгиб с расположенным в начале изгиба впускным отверстием (29) во впускной камере (13) и с расположенным в конце изгиба выпускным отверстием (31) в роторной камере (24), при этом впускное отверстие (29) проходит в горизонтальной плоскости, впускная камера (13), по меньшей мере рядом с ее днищем (28), имеет воронкообразную форму с сужением по направлению к впускному отверстию (29) колена (16) трубы и имеет входное отверстие (14) в верхней части для подачи быстрорастворимого ингредиента и входное отверстие (12) для подачи воды, выпускной канал (36), предназначенный для выпуска образованной смеси и соединенный с роторной камерой (24), отличающееся тем, что внутренняя стенка колена трубы на стороне наружного изогнутого участка (11) имеет плоскую поверхность (37), определенную первым направлением (Н), которое является горизонтальным, и вторым направлением (D), которое перпендикулярно первому направлению (Н), и проходящую под углом к горизонтальной плоскости от впускного отверстия (29) к выпускному отверстию (31), при этом верхняя сторона плоской поверхности (37) примыкает к впускному отверстию (29).

2. Смесительное устройство (2) по п.1, отличающееся тем, что верхняя сторона плоской поверхности примыкает к днищу (28) впускной камеры (13).

3. Смесительное устройство (2) по п.1 или 2, отличающееся тем, что нижняя сторона плоской поверхности примыкает к выпускному отверстию (31).

4. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что угол (α) наклона второго направления находится в диапазоне от 35 до 55°.

5. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что угол (α) наклона второго направления находится в диапазоне от 40 до 50°.

6. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что угол (α) наклона второго направления составляет приблизительно 45°.

7. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что вертикальная проекция плоской поверхности (37) на впускное отверстие (29) перекрывает, по меньшей мере, 50%, например 60% или более, площади впускного отверстия (29).

8. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что колено (16) трубы образует изгиб под углом, составляющим приблизительно 90°.

9. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя стенка колена (16) трубы на стороне внутреннего изгиба имеет угловую переходную зону (42) между входной зоной колена трубы, примыкающей к впускному отверстию, и выходной зоной колена (16) трубы, примыкающей к выпускному отверстию.

10. Смесительное устройство по п.9, отличающееся тем, что угловая переходная зона представляет собой центр края (41) дугообразного арочного элемента, при этом концы (43) указанного края арочного элемента примыкают к плоской поверхности (37).

11. Смесительное устройство по п.10, отличающееся тем, что угловая переходная зона (41, 42) образует острый угол.

12. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор (25) выполнен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси вращения.

13. Смесительное устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит электродвигатель (23), соединенный с ротором (25) для приведения его в движение.

14. Устройство (1) для приготовления быстрорастворимого напитка, содержащее по меньшей мере, одно смесительное устройство (2) по одному из пп.1-13, систему подачи воды во входное отверстие (12), по меньшей мере, одного смесительного устройства (2), по меньшей мере, один контейнер (7) для хранения быстрорастворимого ингредиента, трубку (27) для подачи ингредиента, соединяющую контейнер для хранения с входным отверстием, по меньшей мере, одного смесительного устройства.

15. Применение смесительного устройства по одному из пп.1-13 для приготовления быстрорастворимого напитка, такого как кофе, суп, горячее какао, чай, бульон, лимонад или фруктовый сок.

Images