УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСПЕНИВАНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 2015 года по МПК A47J31/44 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству для вспенивания жидкости, содержащему камеру, и эта камера содержит подводящую трубку для подачи жидкости, подлежащей вспениванию, и пенообразующего газа и содержит по существу круглую отводящую трубку, обеспеченную в нижней части камеры, причем отводящая труба выполнена для того, чтобы выпускать смесь жидкости и пенообразующего газа, то есть жидкости во вспененном состоянии, и для того, чтобы выпускать избыточный пенообразующий газ, в котором камера имеет форму цилиндра и в котором подводящая труба имеет тангенциальное расположение относительно камеры.

Настоящее изобретение также относится к способу вспенивания жидкости, в котором предварительно определенное количество жидкости, подлежащей вспениванию, подают в камеру, в котором газ для вспенивания жидкости также подают в камеру, в котором в камере жидкость смешивается с пенообразующим газом и в котором обеспечена возможность вытекания из камеры смеси жидкости и пенообразующего газа, то есть жидкости во вспененном состоянии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Вспенивание жидкости вызывает подачу газа, подобного воздуху, в жидкость и смешивание жидкости с газом с целью получения массы пузырьков в жидкости, которая упоминается как пена. Во многих случаях жидкость, подлежащая вспениванию, является молоком. Особенно в области изготовления кофе и специализированных кофейных изделий имеется необходимость в устройстве, которое способно вспенивать молоко удобным для потребителя способом. Широко известен вариант объединения процесса вспенивания молока с процессом нагревания молока, в котором воздух подают в молоко для получения пены и в котором пар подают в молоко для увеличения температуры молока.

В общем, как известно, воздух, подлежащий использованию в процессе вспенивания жидкости, подают через отверстие или канал в пространство, которое предназначено для совершения процесса пенообразования. Оказывается, практически, что такое отверстие или канал всегда загрязняется, во время прохождения, при частом использовании устройства, в котором совершается процесс пенообразования. Во многих случаях отверстие или канал относительно узкие, что делает их восприимчивыми к загрязнению, при этом они особенно уязвимы для засорения молочными жирами, молочным камнем и бактерицидными культурами. Кроме того, отверстие или канал трудно чистить из-за маленькой площади поперечного сечения. Для завершенности отметим, что внутренняя часть отверстия или канала достигается молоком под влиянием неизбежных колебаний давления, происходящих во время практического применения.

Заявитель предлагает способ решения вышеупомянутой проблемы, который является предметом европейской заявки на патент № 10166464.7. В частности, заявитель предлагает использование устройства, в котором подача газа с целью пенообразования не осуществляется с помощью использования отверстия или канала, обеспечивающего доступ к пространству, в котором, как предполагается, происходит пенообразование. Вместо этого в устройстве, предложенном заявителем, имеется два отдельных пространства, причем одно из пространств выполнено так, чтобы принимать содержимое из других пространств, и при этом свободное пространство присутствует между впускным отверстием одного пространства и выпускным отверстием другого пространства. В результате газ, который присутствует в свободном пространстве, как упомянуто, является свободным, чтобы входить в пространство через эти отверстия. Поток газа можно получать под влиянием потока жидкости из одного пространства в другое, в котором газ берется жидкостью как вторичный поток. В любом случае отверстия пространств и свободное пространство между впускным отверстием одного пространства и выпускным отверстием другого пространства значительно больше, чем обычные отверстия или каналы для подачи воздуха, так что засорение фактически невозможно.

В устройстве, предложенном заявителем, приток пенообразующего газа точно не управляется, и из-за того, что приток более обильный, чем в обычных ситуациях, количество пенообразующего газа слишком большое для количества жидкости, подлежащей вспениванию. Это приводит к избытку воздуха, который присутствует в пенообразующей камере. Этот избыток воздуха подлежит отделению от основного потока вспененного молока и удалению из камеры через отводящую трубку. Избыток воздуха легко приводит к отрицательным эффектам, таким как слишком грубодисперсная пена на неустойчивом и непрогнозируемом свойстве течения молочной пены.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении решения вышеупомянутой проблемы напоминающей мыло и неустойчивой пены, которую получают в результате улучшенного притока воздуха так, чтобы новый способ притока в воздухе можно было выполнять, не нарушая качества пены. Цель достигнута посредством устройства для вспенивания жидкости по п.1 формулы изобретения.

Настоящее изобретение основано на понимании того, что высота отводящей трубки, высота камеры, диаметр отводящей трубки и диаметр камеры соответственно являются критическими размерами устройства.

Соотношение между значением высоты отводящей трубки и высоты камеры находится в диапазоне между 0,2-0,7, и соотношение значения диаметра отводящей трубки и значения диаметра камеры находится в диапазоне 0,6-0,95 для получения молочной пены хорошего качества. Превышение значения этих соотношений приводит к недостаточному пенообразованию. Недостаточный подъем значения этих соотношений приводит к избытку пены с очень грубодисперсными пузырьками. С настоящим изобретением можно создавать пену с приемлемым качеством, независимо от количества пенообразующего газа, который подают в камеру, в которой происходит процесс пенообразования, предполагая, что количество пенообразующего газа является большим, чем минимальное количество, которое необходимо для обеспечения возможности образования пены. Для завершенности отметим, что то, что обозначено термином "избыточный газ", является газом, который не используется в процессе пенообразования и которого слишком много относительно количества жидкости ввиду предварительно определенных требований к уровню качества пены.

Предпочтительно, если камера приспособлена, чтобы предусматривать циклоническое разделение смеси жидкости и пенообразующего газа, который получается во время работы устройства от избыточного пенообразующего газа. При наличии процесса разделения обеспечено, что вспененная жидкость с одной стороны и избыточный пенообразующий газ с другой стороны выходят из камеры в отдельных потоках, в которых невозможно взаимодействие избыточного пенообразующего газа со вспененной жидкостью и влияние на качество пены.

Когда жидкость и газ подают в камеру, получается циклон, который вызывает взаимодействие жидкости с частью газа так, чтобы образовывать вспененную жидкость. Под влиянием центробежных сил вспененная жидкость отделяется от избыточного газа, в котором вспененная жидкость перемещается еще дальше от центра циклона, чем избыточный газ.

Следует отметить, что использование цилиндрических камер и тангенциальной подачи жидкости и пенообразующего газа по существу известно. Например, патент США № 4715274 раскрывает аппарат для эмульгирования, который содержит камеру для эмульгирования, имеющую открывающееся наружу распределительное отверстие, средство наконечника, определяющее напорный паровой канал, и заканчивающийся в наконечнике, расположенном на расстоянии от упомянутой камеры, чтобы определять всасывающую камеру, приемник молока и приемник внешнего воздуха, соединенный с упомянутой всасывающей камерой, которая в свою очередь соединена с упомянутой камерой для эмульгирования, после чего пар, введенный в упомянутый паровой нагнетательный канал, выбрасывается из упомянутого наконечника, создавая вакуум в упомянутой всасывающей камере, извлекая молоко и воздух в нее же, чтобы смешивать и превращать в эмульсию в упомянутой камере для эмульгирования и быть вылитой из нее.

В устройстве в соответствии с настоящим изобретением пар также можно использовать для нагревания жидкости, подлежащей вспениванию, и для того, чтобы порождать поток жидкости, как известно по существу из патента США № 4715274. С этой целью подводящая трубка камеры может также служить для подачи пара в камеру. В общем, подводящая трубка может также служить для подачи газа под давлением для порождения потока жидкости.

Пункт 3 формулы изобретения обеспечивает предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант очень хорошо подходит в упомянутом выше контексте камеры, которая приспособлена, чтобы функционировать как циклонический сепаратор, как описано выше. Помимо того, что он очень практичный, этот вариант имеет неожиданный результат, который очень предпочтителен в области пенообразования и в то же время нагревания жидкостей. Оказывается, что когда выходящие потоки вспененной жидкости и избыточного пенообразующего газа объединяются, восприимчивость заключительной температуры вспененной жидкости к входной температуре жидкости значительно уменьшается. Следовательно, потребитель не будет испытывать надоедливый перепад температур, когда выключатель будет выполнен для переключения между использованием жидкости в охлажденном состоянии и использованием жидкости при температуре окружающей среды.

Предпочтительно, если имеется плавный переход между стенкой камеры, содержащей отводящую трубку, и концом отводящей трубки, в которой он соединен с упомянутой стенкой, где плавный переход содержит округлую поверхность с радиусом, который находится в диапазоне от 0 до 3 мм. С плавным переходом, как упомянуто здесь, мелкодисперсная пена, которая накапливается снаружи циклона в камере во время работы, может течь более легко к трубке.

Подача слишком большого количества воздуха относительно жидкости, подлежащей вспениванию, может происходить различными способами. В этом отношении следует отметить, что устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть частью узла, который дополнительно содержит устройство подачи жидкости, имеющее приспособление, расположенное впереди по ходу относительно устройства, при рассмотрении в направлении потока жидкости, подлежащей вспениванию с помощью узла, и имеющее выпускное отверстие для обеспечения возможности содержимому из этого устройства подачи вытекать из этого устройства подачи, в котором средство подачи устройства открыто в устройство подачи жидкости и отделено от выпускного отверстия устройства подачи жидкости свободным пространством для вмещения пенообразующего газа и для обеспечения возможности подачи пенообразующего газа к средству подачи устройства под влиянием потока жидкости из устройства подачи жидкости к подводящей трубке устройства. В этом узле приток пенообразующего газа не выполняется из-за ограничения. Напротив, имеется фактически свободный приток пенообразующего газа в местоположении, где два пространства открыты друг к другу. Например, средство подачи устройства может иметь открытую сторону, которая обращена к выпускному отверстию устройства подачи жидкости. Когда устройство в соответствии с настоящим изобретением применяют в этом узле, весь избыточный пенообразующий газ может выходить без риска присутствия слишком большого количества газа, влияющего на качество пены.

Настоящее изобретение также относится к устройству, которое подходит к использованию для изготовления напитка, такого как кофе, содержащего вспененную жидкость, включающему в себя устройство в соответствии с настоящим изобретением для подачи под давлением вспененной жидкости.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу вспенивания жидкости, в котором предварительно определенное количество жидкости, подлежащей вспениванию, подают в камеру, в котором газ для вспенивания жидкости также подают в камеру в количестве, которое больше, чем количество, необходимое для вспенивания количества жидкости до предварительно определенной степени, в котором в камере жидкость смешивается только с частью пенообразующего газа, в котором обеспечена возможность вытекания смеси жидкости и пенообразующего газа, то есть жидкости во вспененном состоянии, из камеры и в котором также обеспечена возможность вытекания из камеры неиспользованного пенообразующего газа.

В объеме настоящего изобретения способ может иметь различные аспекты, в соответствии со многими предшествующими примечаниями, касающимися устройства в соответствии с настоящим изобретением. Например, может иметь место разделение потоков вспененной жидкости и избыточного пенообразующего газа с помощью выполнения процесса циклонического разделения смеси жидкости и пенообразующего газа, которое получается, из избыточного пенообразующего газа, внутри камеры. Кроме того, можно объединять поток смеси жидкости и пенообразующего газа из камеры и поток неиспользованного пенообразующего газа из камеры, что имеет преимущество уменьшения восприимчивости к входной температуре жидкости. В частности, поток смеси жидкости и пенообразующего газа из камеры можно создавать, чтобы он окружал поток неиспользованного пенообразующего газа из камеры.

Способ в соответствии с настоящим изобретением вызывает подачу жидкости, подлежащей пенообразованию, и пенообразующего газа в камеру. Это также является способом подачи газа под давлением в камеру, в котором этот газ можно использовать для того, чтобы порождать поток жидкости. В соответствии с очень практической возможностью, пар можно подавать в камеру, которая может иметь назначение порождения потока жидкости, как указано, и дополнительное назначение нагревания жидкости в процессе.

Вышеописанные и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны и разъяснены в отношении следующего подробного описания устройства, которое сконструировано в соответствии с принципами настоящего изобретения и которое служит для вспенивания молока с помощью воздуха и нагревания молока с помощью пара. Кроме того, описание будет дано для применения устройства в узле, имеющем два пространства и обильную подачу воздуха в местоположение между пространствами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение будет теперь объяснено более подробно в отношении чертежей, на которых одинаковые или подобные детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями и на которых:

фиг.1 схематически показывает поперечный разрез варианта осуществления пенообразующего устройства в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 схематически показывает вид сверху пенообразующего устройства, показанного на фиг.1; и

фиг.3 иллюстрирует применение варианта осуществления пенообразующего устройства в соответствии с настоящим изобретением в узле, который дополнительно содержит устройство подачи жидкости.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг.1 схематически показывает поперечный разрез варианта осуществления пенообразующего устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением, и фиг.2 показывает вид сверху пенообразующего устройства 1.

Пенообразующее устройство 1 содержит камеру 10, которая обеспечена подводящей трубкой 11 и отводящей трубкой 12. Камера 10 имеет цилиндрическую форму и имеет кольцеобразный контур. Отводящая трубка 12 продолжается в направлении, в котором продолжается продольная ось камеры, тогда как подводящая трубка 11 имеет тангенциальное расположение.

Отводящая трубка 12 обеспечена в нижней части камеры и концентрически выполнена относительно этой нижней части. "Нижняя часть камеры" определена устройством в его нормальном рабочем положении.

Во время работы пенообразующего устройства 1 молоко, пар и воздух подают в камеру 10 через подводящую трубку 11. Из-за тангенциального расположения подводящей трубки 11 молоко, пар и воздух сначала сталкиваются с внутренней поверхностью 13 камеры 10 и приводятся в циклоническое движение в результате столкновения и изогнутой формы внутренней поверхности 13, в которой продольная ось циклонического движения более или менее совпадает с продольной осью камеры. Кинетическая энергия, необходимая в процессе, обеспечивается паром, который конденсирует на молоко. Вследствие того, что имеется движение молока, пара и воздуха, воздух подходит, чтобы смешиваться с молоком, в результате чего получается вспененное молоко.

В камере 10, как следствие циклонического движения молока, пара и воздуха, происходит разделение относительно тяжелого вспененного молока и относительно легкого воздуха. Большие воздушные пузырьки накапливаются в центральном местоположении, тогда как молочная пена накапливается в местоположении для того, чтобы окружать воздушные пузырьки. Следовательно, происходит разделение, в котором воздух, который не используется в процессе пенообразования, отделяется от вспененного молока. На фиг.1 для ясности показана линия l, изображающая разделительную линию между избыточным воздухом и вспененным молоком. Линия l иллюстрирует то, что находится на верхней стороне камеры 10, это - главным образом воздух, который присутствует там, который логичен ввиду того, что только воздух стремится подниматься вверх, тогда как вспененное молоко стремится опускаться. Однако, помимо воздуха, имеется опускающееся от подводящей трубки 11 значительное количество молочной пены. Когда объединенный поток вспененного молока и избыточного воздуха выпускают из камеры 10, воздух способен выходить, и вспененное молоко можно получать в чашке и подобном сосуде. На фиг.1 путь, которым следует вспененное молоко на этом выходе, обозначен посредством изогнутой стрелки. Кроме того, центральный участок отводящей трубки 12, через который выходит избыточный воздух, обозначен посредством пунктирных линий на фиг.1, на которой этот участок отводящей трубки 12 обозначен посредством ссылочной позиции 12' и на которой другой участок отводящей трубки 12, который имеет функцию выпускания вспененного молока, обозначен посредством ссылочной позиции 12″.

Из вышеизложенного следует, что камера 10 пенообразующего устройства 1 сконструирована так, чтобы функционировать в качестве сепаратора, в котором применяются и центробежные, и циклонические способы разделения. Конструкция этой камеры 10 отличается от обычных конструкций. В известных сепараторах ввод подают с потоком газа или жидкости, служащим непрерывной фазой, в которой рассеивается другая жидкость или твердые частицы. В этом применении непрерывной фазой является пар, который во время процесса пенообразования полностью конденсирует на молоко, являющееся жидкой фазой. Третьим потоком является воздух, часть которого не должна смешиваться с молоком. Воздушная фаза также является непрерывной фазой, вероятно уже смешивающейся с паром.

Из-за фазового перехода пара объемная интенсивность подачи веществ намного меньше, чем скорость выходящего потока. Это означает, что некоторая кинетическая энергия направляется в сепаратор, который используют для подачи энергии, необходимой для диспергирования части воздуха в молоко. Однако вспененное молоко покидает камеру 10 плавным путем, приводимое в действие силой тяжести через отводящую трубку 12 в нижней части. Выпускное отверстие, которое присутствует наверху в обычных сепараторах для выпускания непрерывной фазы, не является необходимым, поскольку весь пар конденсирует на молоко в конце процесса пенообразования. Избыточный воздух, который был притянут к центру циклона, покидает циклон через ту же самую отводящую трубку 12, что и вспененное молоко. В этом положении поток является таким плавным, что никакое дальнейшее смешивание/дисперсия не происходит.

В показанном примере отводящая трубка 12 имеет относительно большой диаметр по сравнению с известными пенообразующими камерами. В общем, значение диаметра выпускного отверстия устройства для вспенивания молока составляет менее 10 мм. Однако, в применении с избыточным воздухом, предпочтительна большая отводящая трубка 12, например, отводящая трубка 12 способна к размещению потока вспененного молока, а также потока избыточного воздуха, и также способна гарантировать предотвращение просачивания пузырьков в отводящую трубку 12. Следует отметить, что на фиг.1 диаметр отводящей трубки 12 обозначен двунаправленной стрелкой d.

Следует отметить, что на фиг.1 диаметр камеры 10 обозначен двунаправленной стрелкой D. Высота камеры 10 обозначена ссылочной позицией H. Высота подводящей трубки 11 от нижней части подводящей трубки обозначена ссылочной позицией h.

Как было уже упомянуто, подводящая трубка 11 расположена тангенциально относительно камеры 10. Таким образом, максимальная скорость вращения осуществлена.

Размеры d, D, h и H важны для получения высококачественной молочной пены. Соотношение значения высоты (h) подводящей трубки и высоты (H) камеры находится в диапазоне между 0,2-0,7, и соотношение значения диаметра отводящей трубки (d) и значения диаметра (D) камеры находится в диапазоне 0,6-0,95.

Таблица ниже обеспечивает ряд предпочтительных комбинаций размеров d, D, h и H.

D d H h 18 17 12 3 18 15 20 10 14 12 16 6 14 10 24 14

С этими размерами можно получать высококачественную молочную пену, имеющую процентное содержание пены приблизительно 50%.

Другим параметром, который может иметь влияние на процесс в камере, является радиус в местоположении, где отводящая трубка 12 соединена с камерой 10, который обозначен ссылочной позицией R на фиг.1. Когда этот радиус R имеет относительно большое значение, мелкодисперсная пена, которая накапливается снаружи циклона, может течь более легко к отводящей трубке 12. Выбирая подходящие значения для соотношения диаметров d, D отводящей трубки 12 и камеры 10 и радиуса R, можно установить соответствующее сопротивление для пены, чтобы она вытекала снаружи циклона к отводящей трубке 12. Кроме того, высоту камеры 10 можно выбирать таким образом, чтобы всю камеру 10 использовать для временного хранения вспененного молока и обеспечения возможности, чтобы процесс разделения имел место. Кроме того, диаметр d отводящей трубки 12 может быть достаточно большим, чтобы не быть блокированным вспененным молоком.

В камере 10 во время использования может возникать вторичное вращательное движение вспененного молока, которое помогает в осуществлении процесса разделения. На фиг.1 это движение схематически обозначено посредством заострений стрелок в области М овальной формы. Вторичное вращательное движение предназначено для предотвращения извлечения грубодисперсной пены в направлении отводящей трубки 12, поскольку это движение может вызвать сохранение грубодисперсной пены в устойчивом кольце так, что имеется возможность схлопывания пузырьков в камере 10.

Избыточный воздух можно подавать различными способами. Например, воздух можно вводить в камеру 10 воздушным насосом или двумя отдельными трубками Вентури, где обе трубки Вентури могут быть паровыми, в которых одну из трубок Вентури можно использовать для подачи жидкости, подлежащей вспениванию, и где другую из трубок Вентури можно использовать для подачи обильного количества воздуха.

Другой способ, в котором можно получать обильную подачу воздуха, будет теперь описан на основании фиг.3, на которой схематически показан узел 20, в котором пенообразующее устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением может быть частью.

Помимо пенообразующего устройства 1 узел 20 содержит устройство 30 подачи жидкости. Это устройство 30 содержит выходной наконечник 31, имеющий внутреннее пространство 32, канал 33 подачи пара, который соединен с внутренним пространством 32 через сужающийся канал 34, и канал 35 подачи молока, который также соединен с внутренним пространством 32 через сужающийся канал 36 и который продолжается перпендикулярно каналу 33 подачи пара. Однако устройство 30 подачи жидкости не содержит канала подачи воздуха. Когда устройство 20 приводят в действие, процесс пенообразования не происходит во внутреннем пространстве 32 выходного наконечника 31 устройства 30 подачи жидкости. Вместо этого получается смесь пара и молока, в которой молоко извлекается во внутреннее пространство 32 под влиянием пара и нагревается паром. Кроме того, смесь пара и молока разгружается в виде струи через открытую сторону 37 внутреннего пространства 32, которая служит выпускным отверстием 37 внутреннего пространства 32.

Аналогично выходному наконечнику 31 устройства 30 подачи жидкости, подводящая трубка 11 пенообразующего устройства 1 имеет внутреннее пространство 14 и открытую сторону 15, обеспечивающую возможность доступа к внутреннему пространству 14 с внешней стороны. Открытая сторона 15, как упомянуто, находится на расстоянии от открытой стороны 37 внутреннего пространства 32 выходного наконечника 31 устройства 30 подачи жидкости, в концентрическом расположении с открытой стороной 37 внутреннего пространства 32 выходного наконечника 31 устройства 30 подачи жидкости, в котором открытые стороны 15, 37 пространств 14, 32 разделены свободным пространством 40, то есть воздухом. Следовательно, когда струя смеси пара и молока вытекает из устройства 30 подачи жидкости, эта струя пересекает свободное пространство 40 и принимается подводящей трубкой 11 пенообразующего устройства 1, в котором открытая сторона 15 внутреннего пространства 14 подводящей трубки 11 служит впускным отверстием 15 пространства 14. Следует отметить, что во время пересечения свободного пространства 40 только часть пара конденсирует на молоко. Поэтому, оправдано еще упоминание смеси пара и молока.

Под влиянием струи смеси пара и молока воздух вовлекается во внутреннее пространство 14 подводящей трубки 11 пенообразующего устройства 1. Чтобы предотвратить разбрызгивание, открытая сторона 15 пространства 14, как упомянуто, имеет большую область, чем открытая сторона 37 пространства 32 устройства 30 подачи жидкости. Результат всасывания струи в воздухе может быть довольно низким, но вследствие того, что воздух может просто входить во внутреннее пространство 14 подводящей трубки 11 пенообразующего устройства 1 из свободного пространства 40, для результата может быть достаточным фактически вызывать желаемый входящий поток воздуха.

Часть пара в пенообразующем устройстве 1, который не конденсировался на молоко, в устройстве 30 подачи жидкости, в конце концов, конденсирует на молоко. Кроме того, процесс вспенивания молока происходит так, что, поскольку поток продолжается, получается вспененное горячее молоко, в котором избыточный воздух отделяется от вспененного горячего молока, как уже было описано ранее. Фиг.3 иллюстрирует практический вариант применения крестовины 16 внутренней части отводящей трубки 12 пенообразующего устройства 1. На основании присутствия крестовины 16 останавливается вращательное движение выходящих потоков.

Примечательной особенностью узла 20 является то обстоятельство, что питание или воздух не требуют применения канала подачи воздуха. Вместо этого струю смеси пара и молока выполняют, пересекая расстояние между двумя пространствами 14, 32, в которых воздушный поток порождается в этом процессе. Это означает, что узел 20 не нуждается в канале подачи воздуха. На основании этого обстоятельства не будет никаких проблем засорения, поскольку касается подачи воздуха. Свободное пространство 40 просто слишком большое. С другой стороны, избыточный воздух внедряется в пенообразующее устройство 1, но это не влияет на качество вспененного изделия в результате предпочтительного применения пенообразующего устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением, которое приспособлено, чтобы функционировать в качестве сепаратора вспененной жидкости и пенообразующего газа.

Для завершенности следует отметить, что канал 33 подачи пара узла 20 можно соединять с любым подходящим средством для подачи пара. Кроме того, молоко можно брать из любого подходящего резервуара.

В местоположении, в котором открытые стороны 15, 37 пространств 14, 32 устройства 30 подачи жидкости и пенообразующего устройства 1 обращены друг к другу, эти компоненты 1, 30 узла 20 разделены воздухом. Однако это не меняет того, что эти компоненты 1, 30 можно соединять в одном или больше других местоположениях и можно выполнять, например, в одной опорной раме. В основном, пенообразующее устройство 1 и устройство 30 подачи жидкости являются отдельными блоками 1, 30, насколько это касается их внутренних пространств 14, 32, поскольку эти пространства 14, 32 разделены воздухом.

На основании того, что узел 20 содержит пенообразующее устройство 1, которое приспособлено, чтобы его использовать в качестве разделителя избыточного пенообразующего газа и вспененной жидкости, получено самое практичное и предпочтительное функционирование узла 20, в котором преимущество предотвращения засорения впускного отверстия пенообразующего газа объединено с возможностью осуществления желаемого качества пены с помощью отделения избыточного воздуха от вспененной жидкости и разгрузки избыточного воздуха из пенообразующего устройства 1, имеющего соответствующие размеры.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что объем настоящего изобретения не ограничен примерами, описанными выше, но что возможны некоторые улучшения и модификации его, не отступая от объема настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. В то время как настоящее изобретение было иллюстрировано и описано подробно на чертежах и в описании, такие иллюстрацию и описание нужно считать только иллюстративными или примерными, а не ограничивающими. Настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.

Изменения к раскрытым вариантам осуществления могут быть понятны и осуществлены специалистом в данной области техники на практике изобретения, описанного в формуле изобретения, из изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержащее" не исключает другие этапы или элементы, и единственное число не исключает множества. Простой факт, что определенные размеры перечислены во взаимно-различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинацию этих размеров нельзя использовать для получения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения.

Для завершенности следует отметить, что термины "froth" (пена) и "foam" (пена), как использованы в этом тексте, тесно связаны и использованы как синонимы.

При выполнении сравнения между пенообразующим устройством 1 в соответствии с настоящим изобретением и аппаратом для эмульгирования, известным из патента США № 4715274, обнаружили следующие важные различия:

- известный аппарат снабжают количеством воздуха, который точно приспособлен к количеству жидкости, подлежащей вспениванию, тогда как устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением снабжают слишком большим количеством воздуха;

- в известном аппарате вращательное движение жидкостей служит для рафинирования пены, тогда как в устройстве 1 в соответствии с настоящим изобретением имеется также эффект циклонического отделения избыточного воздуха от вспененной жидкости; и

- в известном аппарате выпускное отверстие является не большим, чем необходимо для выпускания вспененной жидкости, тогда как в устройстве 1 в соответствии с настоящим изобретением выпускное отверстие 12 является достаточно большим для выпускания вспененной жидкости и обеспечения возможности удаления избыточного воздуха.

Заявлено устройство (1) для вспенивания жидкости, содержащее камеру (10), содержащую подводящую трубку (11) для подачи жидкости, подлежащей пенообразованию, и пенообразующего газа и содержащую по существу круглую отводящую трубку (12), обеспеченную в нижней части камеры. Причем отводящая трубка выполнена для того, чтобы выпускать смесь жидкости и пенообразующего газа, то есть жидкости во вспененном состоянии, и для того, чтобы выпускать избыточный пенообразующий газ. Камера (10) имеет цилиндрическую форму, а подводящая трубка (11) имеет тангенциальное расположение относительно камеры (10) и обеспечена на высоте h от нижней части камеры. Соотношение значения высоты (h) подводящей трубки и высоты (H) камеры находится в диапазоне между 0,2-0,7, а соотношение значения диаметра отводящей трубки (d) и значения диаметра (D) камеры находится в диапазоне 0,6-0,95. Это устройство обеспечивает высокое качество молочной пены без чрезмерного или недостаточного пенообразования или очень грубодисперсных пузырьков пены. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Устройство (1) для вспенивания жидкости, содержащее камеру (10), содержащую подводящую трубку (11) для подачи жидкости, подлежащей вспениванию, и пенообразующего газа и содержащую по существу круглую отводящую трубку (12), обеспеченную в нижней части камеры, причем отводящая трубка выполнена для того, чтобы выпускать смесь жидкости и пенообразующего газа, то есть жидкости во вспененном состоянии, и для того, чтобы выпускать избыточный пенообразующий газ, при этом камера (10) имеет цилиндрическую форму, в котором подводящая трубка (11) имеет тангенциальное расположение относительно камеры (10) и обеспечена на высоте h от нижней части камеры, причем соотношение значения высоты (h) подводящей трубки и высоты (H) камеры находится в диапазоне между 0,2-0,7, и соотношение значения диаметра отводящей трубки (d) и значения диаметра (D) камеры находится в диапазоне 0,6-0,95.

2. Устройство (1) по п.1, в котором отводящая трубка (12) выполнена концентрически относительно нижней части камеры (10).

3. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором отводящая трубка (12) образована центральным участком (12') трубки (12) для выпускания избыточного пенообразующего газа, а выпускное отверстие для выпускания смеси жидкости и пенообразующего газа образовано другим участком (12″) трубки (12), и этот другой участок (12″) окружает центральный участок (12').

4. Устройство (1) по п.1 или 2, в котором имеется плавный переход между стенкой камеры (10), содержащей отводящую трубку, и концом отводящей трубки (12), где она соединена с упомянутой стенкой, причем плавный переход содержит закругленную поверхность с радиусом (R), который находится в диапазоне 0-3 мм.

5. Узел (20) для вспенивания жидкости, содержащий устройство (1) по п.1 и устройство (30) подачи жидкости, имеющее приспособление, расположенное по потоку до устройства (1), если смотреть в направлении потока жидкости, подлежащей вспениванию с помощью узла (20), и имеющее выпускное отверстие (37) для обеспечения возможности вытекания содержимого этого устройства (30) подачи из этого устройства (30) подачи, при этом подводящая трубка (11) устройства (1) открыта в устройство (30) подачи жидкости и отделена от выпускного отверстия (37) устройства (30) подачи жидкости свободным пространством (40) для вмещения пенообразующего газа и для обеспечения подачи пенообразующего газа в подводящую трубку (11) устройства (1) под влиянием потока жидкости из устройства (30) подачи жидкости в подводящую трубку (11) устройства (1).

6. Узел (20) по п.5, в котором подводящая трубка (11) устройства (1) имеет открытую сторону (15), которая обращена к выпускному отверстию (37) устройства (30) подачи жидкости.

7. Приспособление для использования при изготовлении напитка, содержащего вспененную жидкость, включающее в себя устройство (1) для вспенивания жидкости по п.1.

8. Способ вспенивания жидкости, согласно которому подают в камеру (10) предварительно определенное количество жидкости, подлежащей вспениванию, также подают в камеру (10) газ для вспенивания жидкости в количестве, которое больше количества, необходимого для вспенивания количества жидкости до предварительно определенной степени, в камере (10) жидкость смешивается только с частью пенообразующего газа, при этом обеспечивают возможность вытекания из камеры (10) смеси жидкости и пенообразующего газа, то есть жидкости во вспененном состоянии, и также обеспечивают возможность вытекания из камеры (10) неиспользованного пенообразующего газа.

9. Способ по п.8, согласно которому в камере (10) осуществляют процесс циклонического разделения смеси жидкости и пенообразующего газа, который получается из избыточного пенообразующего газа.