Устройство подачи молока для кофейного автомата и соответствующий способ Российский патент 2024 года по МПК A47J31/44 

Изобретение относится к устройству для подачи молока, имеющему паровое сопло для генерирования струи пара и смесительную камеру, примыкающую к паровыпускному отверстию парового сопла, причем молоко поступает к месту входа в смесительную камеру, причем место входа находится перед паровыпускным отверстием с точки зрения направления струи пара. Такое устройство для подачи молока можно применять, в частности, в кофейном автомате для подачи молока для приготовления кофейных напитков. Кроме того, такое устройство для подачи молока можно применять как устройство для вспенивания молока для получения и подачи молочной пены.

Далее изобретение относится к соответствующему способу подачи молока, в частности, в виде молочной пены, с помощью струи пара, образованной паровым соплом, причем подача молока происходит на базе эффекта Вентури.

Многие кофе-машины, в частности кофейные автоматы, содержат уже упомянутое устройство для подачи молока для приготовления кофейных напитков-деликатесов с молоком. Так как насосы дороги, то для подачи молока прибегают к принципу Вентури: при этом с помощью упомянутого парового сопла создается пониженное давление для всасывания молока из емкости или т.п., причем пар смешивают с молоком в уже упомянутой смесительной камере для получения паро-молочной смеси.

Эффект Вентури базируется на том, что при сужении проходного поперечного сечения парового сопла неизбежно возрастает скорость струи пара, что приводит к падению давления. Эти зависимости описаны с помощью известного уравнения Бернулли. Если растет скорость струи пара, то давление падает ниже давления окружающей среды и возникает пониженное давление. С помощью этого пониженного давления можно втягивать другую текучую среду, например, молоко, или даже твердые тела.

В зависимости от того, что именно нужно подготовить с помощью устройства для подачи - молоко или молочную пену, то к паро-молочной смеси можно добавить еще и воздух для получения молочной пены. Если подается молочная пена, то при этом стараются получить наиболее мелкопористую структуру молочной пены.

В патенте ЕР 2540200 А1 описывается устройство для вспенивания молока, в основе которого также лежит эффект Вентури. При этом провод для струи молока или молочно-воздушной струи образует часть смесительной камеры. Далее провод для струи молока или молочно-воздушной струи сформирован здесь по принципу противотока, т.е. имеет перемену направления, примерно 180°. В результате образуются крутые повороты, которые могут способствовать отложению примесей из-за стоячего молока.

Патент FR 2638083А касается устройства для вспенивания молока, в котором молокопровод не ограничен местом впуска в смесительную камеру, имеющим определенную структуру.

В уже известных устройствах для подачи молока не очень благоприятно, что выходящая из устройства молочная струя или молочная пена не является плотной. Это зачастую связано с тем, что реализация принципа Вентури наталкивается на физические границы. Это происходит, в частности, тогда, когда, например, для создания высокой температуры молока или молочной пены имеет место ограниченная скорость подачи молока при постоянной скорости струи пара. При очень ограниченной скорости молочной струи часто можно наблюдать пульсацию проходящей молочной струи или даже ее внезапное прерывание.

На основании этих наблюдений задачей изобретения является создание устройства для подачи молока или соответствующего способа, дающего возможность стабильной подачи даже при ограниченных скоростях течения.

Для решения этой задачи согласно изобретению в устройстве для подачи молока предусмотрены признаки пункта 1 формулы. В частности, согласно изобретению для решения задачи в устройстве для подачи молока указанного типа предлагается сформировать место входа с помощью его сужения. Благодаря сужению можно создать структурную границу смесительной камеры так, чтобы можно было лучше предотвратить обратное течение пара или паро-молочной смеси из смесительной камеры в молокопровод.

Другими словами, предлагается, чтобы молоко поступало в смесительную камеру таким образом, чтобы оно проходило путь в направлении струи пара или в продольном направлении к ней, прежде чем оно соединится со струей пара. Так как молоко попадает в смесительную камеру обычно в виде молочной струи, то внутри смесительной камеры может находиться участок, где молочная струя течет в том же направлении, что и струя пара, прежде чем молочная струя соединится со струей пара в единый паро-молочной поток.

Под опережающим положением места входа можно, в частности, понимать такое расположение, когда место входа, несмотря на направление струи пара в паровыпускном отверстии парового сопла, находится на удалении от паровыпускного отверстия (ср. фиг. 3). При таком расположении соответственно место входа смещено назад относительно паровыпускного отверстия и струи пара.

Во всех этих формах выполнения выгодно, что течение молочной струи можно ориентировать в направлении струи пара, прежде чем молочная струя соединится со струей пара. В отличие от уже известных устройств, здесь молочная струя встречается со струей пара не под большим или меньшим углом, в частности под прямым углом, а молочная струя присоединяется к струе пара по касательной и равномерно переносится при этом струей пара.

В результате можно наблюдать, что с помощью заявленного решения молочная струя или струя молочной пены, подаваемая с помощью устройства, выходит из смесительной камеры более плавно, что, в частности, можно даже воспринять на слух. Это равномерное истечение вследствие постоянной скорости подачи можно поддерживать и при очень малых скоростях подачи по причине более стабильной реализации принципа Вентури благодаря оригинальному расположению места входа и связанному с этим оригинальному подведению молочной струи к переносимой ее струе пара.

Преимущества заявленного решения можно и дальше расширить за счет форм выполнения, описанных в зависимых пунктах формулы изобретения.

Так, можно предусмотреть отверстие для подмешивания молока или также для молока и воздуха, которое определяет место входа и входит в смесительную камеру. Это отверстие для подмешивания можно направить и/или сформировать таким образом, чтобы молоко в виде струи подводилось в направлении струи пара к струе пара. Это подведение можно осуществить, в частности, таким образом, чтобы в области, в которой молочная струя соприкасается со струей пара и/или соединяется со струей пара, направление течения молочной струи проходило по касательной к направлению течения струи пара. При этом после соединения молока и пара направления течения молочной струи и струи пара совпадают, в частности, таким образом, что молоко и пар текут дальше в едином паро-молочном потоке.

Подведение можно, кроме того, выполнить преимущественно таким образом, что в области смесительной камеры, расположенной перед паровыпускным отверстием, молочная струя течет в направлении струи пара, в частности вдоль наружной поверхности парового сопла. Это, например, возможно, если паровыпускное отверстие парового сопла и упомянутое отверстие для подмешивания указывают в том же направлении.

Для этого отверстие для подмешивания можно выполнить предпочтительно кольцеобразным и/или коаксиально расположенным относительно парового сопла. Кроме того, выгодно, если отверстие для подмешивания находится перед паровыпускным отверстием. Благодаря таким формам выполнения можно, в частности, добиться того, чтобы струя пара, выходящая из паровыпускного отверстия, была окружена в виде кольца двухконтурным потоком из молока или молока и воздуха, текущим в направлении струи пара, в результате чего происходит особенно равномерная подача молока в смесительную камеру.

Согласно другой предпочтительной форме выполнения наружная поверхность парового сопла ограничивает, по меньшей мере, на отдельных участках, место входа, т.е., в частности, упомянутое отверстие для подмешивания. Это, например, возможно, если отверстие для подмешивания окружает паровое сопло в виде кольца.

Сужение может отделять камеру всасывания, расположенную перед смесительной камерой, от самой смесительной камеры. Такая камера всасывания выгодна тем, что ориентирует струю молока перед входом в смесительную камеру. Кроме того, камеру всасывания можно использовать также для того, чтобы смешивать молоко с воздухом для получения молочно-воздушного потока, который затем может проходить через отверстие для подмешивания в смесительную камеру.

Особенно выгодно, если сужение выполнено за счет суженного участка с постоянным поперечным сечением отверстия. В частности, суженный участок может иметь частично постоянное поперечное сечение, в частности, по всей длине суженного участка. Таким образом, можно создать еще лучшую структурную границу смесительной камеры относительно молокопровода. Тем самым возможно особенно хорошее подмешивание молока к пару.

Камера всасывания может также окружать кольцом паровое сопло, что, в частности, выгодно при применении кольцеобразного отверстия для подмешивания.

Исключительно выгодно, если камера всасывания и/или паровое сопло имеет/имеют отклоняющую поверхность для отклонения молочной струи в направлении струи пара, так как благодаря такой отклоняющей поверхности можно придать направление молочной струе, которая сначала проходит, в частности, под прямым углом к струе пара, в направлении струи пара.

Отклонение молочной струи с помощью одной или нескольких отклоняющих поверхностей можно осуществить, в частности, так, чтобы молочная струя проходила через отверстие для подмешивания уже в направлении струи пара, в результате чего получится особенно плавное поступление молока.

Чтобы наилучшим образом избежать примесных отложений, возникших в стоячем молоке внутри молокопровода, можно предусмотреть, чтобы направление течения молочной струи или молочно-воздушной струи перед местом входа имело максимальное изменение направления, максимум 120°, в частности, максимум 90°. Альтернативно или дополнительно можно предусмотреть, чтобы направление течения не имело крутых поворотов.

Согласно особой форме выполнения для равномерной скорости подачи выгодно, если расстояние между местом входа и паровыпускным отверстием будет больше, чем диаметр в свету паровыпускного отверстия и/или чем ширина в свету отверстия для подмешивания и/или чем внешний диаметр парового сопла в месте паровыпускного отверстия. Благодаря таким формам выполнения всякий раз гарантируется, что молочная струя соединится со струей пара без существенных завихрений, как это может иметь место при прохождении через отверстие для подмешивания, так что полученная паро-молочная струя поступает равномерно.

Если с помощью устройства для подачи молока подается молочная пена, то можно выполнить распылительную камеру, расположенную за смесительной камерой в направлении прохождения пара, в частности, в виде части смесительной камеры. Эта распылительная камера, которая предназначена для получения аэрозоли из молока и воздуха, т.е. молочной пены, может быть отделена от смесительной камеры предпочтительно с помощью сужения. Кроме того, распылительная камера может иметь отбойное тело для распыления молока. Это отбойное тело может представлять собой ровную поверхность, направленную под прямым углом к паро-молочной струе.

Для получения наилучшей мелкопористой молочной пены устройство для подачи молока может образовывать между смесительной камерой и распылительной камерой область ускорения для придания ускорения паро-молочной смеси.

Для равномерной скорости подачи молочной струи или паро-молочной струи решающим является то, что смешивание молока и пара происходит без существенных завихрений. Для этого предлагается оснастить смесительную камеру улавливающей воронкой, которая улавливает струю пара и молочную струю и соединяет их. Эта улавливающая воронка направлена предпочтительно в сторону паровыпускного отверстия, в частности, таким образом, что ось вращения улавливающей воронки совпадает с направлением выхода пара. Кроме того, выгодно, если паровая воронка сужается в направлении прохождения пара. Кроме того, паровая воронка может оканчиваться в уже упомянутой области ускорения.

Как уже было сказано, устройство для подачи молока, может быть выполнено или применено, в частности, как устройство для вспенивания молока. Для этого молочную струю, подаваемую устройством для подачи молока и поступающую к месту входа в смесительную камеру, можно регулировать еще до достижения ею места входа с помощью изменяемого поперечного сечения отверстия, что будет описано ниже более подробно.

Если подается молочная пена, то устройство для подачи молока или устройство для вспенивания молока может иметь воздухопровод. Этот воздухопровод можно выполнить таким образом, что, в частности, одновременно с молочной струей через изменяющееся поперечное сечение отверстия можно подавать и струю воздуха. Таким образом, к месту входа в смесительную камеру можно направлять, в частности, молочно-воздушную струю.

Другими словами, молочная струя может иметь, соответственно, часть воздуха и попадать таким образом в смесительную камеру в виде молочно-воздушной струи. В результате в смесительной камере можно получить таким образом, в частности, смесь из молока, пара и воздуха. А из смеси молока, пара и воздуха путем соответствующего турбулентного завихрения в упомянутой распылительной камере можно получить молочную пену.

При помощи изменяемого поперечного сечения отверстия, через которое может проходить воздух и молоко в виде молочно-воздушной струи, можно регулировать скорость течения молочно-воздушной струи. При этом можно сохранить соотношение воздуха и молока, так как молоко при протекании через поперечное сечение отверстия захватывает воздух. Благодаря этому больше не будет прерываний молочной струи, как это часто можно было наблюдать в уровне техники, что является большим преимуществом для непрерывной подачи молока.

Для решения указанной задачи согласно изобретению предусмотрены признаки независимого пункта формулы. В частности, согласно изобретению для решения задачи в способе подачи молока уже описанного типа предлагается направлять молоко в виде струи вдоль струи пара.

В этом заявленном способе для получения наиболее равномерной подачи молока даже при очень ограниченных скоростях течения особенно выгодно, если применяют заявленное устройство для подачи молока, в частности, описанное выше или согласно одному из пунктов формулы изобретения, относящемуся к устройству для подачи молока.

Соответственно можно предусмотреть в качестве альтернативы направлению струи молока, предпочтительно все же дополнительно, что молоко направляется к месту входа в смесительную камеру, которое расположено перед паровыпускным отверстием упомянутого парового сопла с точки зрения направления струи пара. Продольное направление или направление течения струи пара можно при этом определить предпочтительно с помощью паровыпускного отверстия парового сопла.

Такой заявленный способ реализует все преимущества, описанные в связи с заявленным устройством, в частности, равномерную подачу молока даже при очень незначительных скоростях его течения.

Для эффективной и максимально плавной, т.е. без помех, подачи молока на основе принципа Вентури особенно выгодно, если молочная струя ориентирована в направлении струи пара еще до соединения струи пара с молоком в смесительной камере. Эту смесительную камеру, как это, в частности, было уже описано, можно подсоединить к паровыпускному отверстию парового сопла. Под объединением здесь можно понимать момент, когда молочная струя и струя пара соприкоснутся и объединятся в один общий паро-молочной поток, причем не обязательно должно происходить турбулентное смешивание молока с паром; последнее может произойти по большей части только в последующей распылительной камере.

Особенно просто можно добиться такого направления молочной струи с помощью отверстия для подмешивания, которое расположено перед паровыпускным отверстием парового сопла. Это отверстие для подмешивания можно сформировать описанным выше способом и ориентировать, в частности, в направлении струи пара, выходящей из парового сопла. С помощью описанных выше мер молочную струю можно направить, в частности, таким образом, чтобы она текла уже в направлении струи пара, когда та попадает в смесительную камеру, в частности, через упомянутое отверстие для подмешивания.

Такого течения молока можно добиться, если молочную струю направлять с помощью, по меньшей мере, одной отклоняющей поверхности во всасывающей камере, находящейся перед смесительной камерой.

Кроме того, для эффективной подачи молочной струи даже при незначительных ее скоростях выгодно, если молочная струя течет в упомянутую смесительную камеру коаксиально относительно парового сопла.

Этого можно добиться, например, если молочная струя в области, находящейся перед паровыпускным отверстием парового сопла, течет в направлении струи пара вдоль наружной поверхности парового сопла.

Для достижения преимуществ конструкции, например, для оптимального использования пространства в кофейном автомате, может быть выгодно, если струя молока будет течь в описанную выше всасывающую камеру поперек направлению струи пара. После этого струя молока может поворачиваться на 90° с помощью отклоняющих поверхностей для своего направления в сторону струи пара.

Во избежание турбулентных течений в области парового сопла согласно изобретению можно предусмотреть, чтобы струя молока и струя пара соединились в смесительной камере с помощью улавливающей воронки. Улавливающую воронку можно при этом выполнить предпочтительно вращательно-симметричной и/или ориентировать в направлении паровыпускного отверстия парового сопла.

Во всех описанных выше формах выполнения можно к тому же предусмотреть, чтобы струя молока содержала часть воздуха для образования смеси из пара, молока и воздуха. Эту часть воздуха можно подмешать к струе молока в виде воздушной струи, а именно еще до того, как полученная молочно-воздушная струя попадет в смесительную камеру для смешивания там со струей пара для получения смеси из пара, молока и воздуха.

Если нужно получить горячую молочную пену, то выгодно, если упомянутая часть воздуха будет направлена через изменяющееся поперечное сечение отверстия в виде воздушной струи вместе с молочной струей как единый молочно-воздушный поток прежде, чем этот молочно-воздушный поток попадет в смесительную камеру. Преимущества такого процесса заключаются в том, что больше не будет преобладания воздушной струи, так что даже при незначительных скоростях подачи можно всегда сохранять желаемое соотношение воздуха и молока, что уже было описано в связи с заявленным устройством и повторно будет рассмотрено с помощью чертежей.

Кроме того, другие формы выполнения охватывают другие инновационные аспекты и касаются в этой связи устройства для подачи молока, которое можно применять также как устройство для вспенивания молока, имеющее паровое сопло и смесительную камеру, примыкающую к паровому соплу, для получения молочной пены, состоящей из пара, молока и воздуха, причем молочную струю, попадающую в смесительную камеру, можно регулировать с помощью изменяемого поперечного сечения отверстия. Это устройство для подачи молока или устройство для вспенивания молока для получения молочной пены можно выполнить, в частности, так, как это было описано выше.

Другие формы выполнения касаются способа получения молочной пены с помощью устройства для подачи молока или устройства для вспенивания молока, в частности, как здесь описано, причем воздух и молоко вспениваются в смесительной камере с помощью струи пара для получения молочной пены, и молочная струя, попадающая в смесительную камеру, регулируется при помощи изменяемого поперечного сечения отверстия. Этот способ может включать в себя, в частности, этапы раскрытого выше способа поступления молока.

Такие устройства и способы также уже известны и применяются, в частности, в кофейных автоматах для полностью автоматизированного процесса получения молочной пены для кофейных напитков. При этом молочная пена должна обычно иметь наилучшую мелкопористую структуру.

Пользователь кофейного автомата может к тому же устанавливать температуру молочной пены, когда он регулирует упомянутую молочную струю, из которой путем смешения с воздухом получается молочная пена, так что в соотношении со вспениваемым количеством молока имеется в распоряжении больше или меньше горячего пара в единицу времени для подогревания молочной пены. При этом обычно температура молочной пены растет в зависимости от того, чем тоньше задана молочная струя, т.е. чем больше сокращен поток молока.

На этом основании температура молочной пены все же не может повышаться как угодно. Обычно можно наблюдать, что с ростом температуры, т.е. при снижении скорости молочной струи, мелкопористость молочной пены идет на убыль, что нежелательно. Поэтому мелкопористая структура молочной пены сохраняется обычно только при температурах до 40-50°С.

К тому же частой проблемой является то, что молочная струя при слишком малой скорости течения (т.е. слишком ограниченном потоке молока) начинает пульсировать или совсем прерывается, что приводит к нежелательной задержке или неравномерному вытеканию молочной пены.

Во избежание указанных недостатков предлагается направлять воздух в виде воздушной струи в смесительную камеру через изменяемое поперечное сечение отверстия.

При этом изменяемое поперечное сечение отверстия может работать как дроссельная заслонка, с чьей помощью можно регулировать скорость течения как молочной струи (как принято до сих пор), так и воздушной струи. В отличие от известных до сих пор устройств, для вспенивания молока воздушная струя ненадолго отделена от молочной струи, а скорость течения воздушной струи зависит от скорости течения молочной струи. При этом воздушная струя автоматически уменьшается, как только уменьшается молочная струя за счет уменьшения изменяемого поперечного сечения отверстия.

Благодаря этому можно гарантировать, что воздушная струя «не возьмет верх» (как в известных устройствах для вспенивания молока), и молочная струя внезапно не уменьшится или не прервется, когда коэффициент подмешивания воздуха станет слишком большим. Соответственно можно избежать пульсации или неравномерного вытекания молочной пены из устройства для вспенивания молока.

Возможное альтернативное решение для этого заключается в активном дросселировании или регулировании воздушного потока с помощью отдельного регулировочного клапана для воздушной струи или т.п., а именно на тот случай, когда молочная струя становится тоньше или активно уменьшается, например, пользователем устройства для вспенивания молока.

Применение описанного выше изменяемого поперечного сечения отверстия выгодно тем, что предложена особенно простая форма выполнения, с помощью которой, без каких-либо дополнительных активных регулирующих компонентов, например, управляемых клапанов или т.п., воздушная струя автоматически регулируется, как только молочная струя изменится за счет изменения поперечного сечения отверстия. Точнее, воздушная струя может автоматически уменьшиться за счет такого изменяемого поперечного сечения отверстия, как только уменьшится молочная струя.

Причиной для этого может быть то, что воздух с молоком образует общую текучую граничную поверхность, когда воздух вместе с молоком проходит через изменяемое поперечное сечение отверстия. Благодаря этому в ситуациях с течением, которые нужны для получения молочной пены, не представляется возможным, чтобы струя молока совсем прервалась. В прежних решениях, предусматривающих отдельные каналы для воздуха и молока, которые соединяются вместе только перед смесительной камерой или в смесительной камере, наоборот, возможно абсолютное прерывание молочной струи, так как воздушная струя имеет преимущество и заполняет всю смесительную камеру.

В результате описанное выше изменяемое поперечное сечение можно применять даже тогда, когда молочная струя слишком мала (например, для достижения соответственно высокой температуры молочной пены), за счет соответственно сильного уменьшения поперечного сечения отверстия гарантируется, что воздушная струя достаточно сильно подавляется. Благодаря этому и при температурах выше 50°С можно получить мелкопористую молочную пену с помощью заявленного устройства для вспенивания молока. Если молочная струя уменьшается, то можно достигнуть температур молочной пены вплоть до 75°С, причем при этих высоких температурах можно получить мелкопористую, кремообразную молочную пену.

Другое преимущество устройства для вспенивания молока заключается в том, что к началу получения молочной пены из устройства для вспенивания молока, т.е. тогда, когда скорость течения молочной струи постепенно увеличивается с нуля, можно наблюдать плавный выход молочной пены, а не резкий и частично взрывообразный, как это часто можно видеть в уже известных устройствах для вспенивания молока. Другими словами, заявленное устройство для вспенивания молока обеспечивает то, что молочная пена даже при очень малой скорости течения равномерно, т.е. с постоянной скоростью, вытекает из устройства для вспенивания молока.

Для этого устройство для вспенивания молока может иметь молокопровод и воздухопровод, которые выполнены таким образом, что воздух вместе, в частности, одновременно, с молоком может проходить через изменяемое поперечное сечение отверстия в виде молочно-воздушной струи. Таким образом, воздушная струя и молочная струя могут образовывать молочно-воздушный поток. Для этого воздушная струя может соединяться с молочной струей еще перед изменяемым поперечным сечением отверстия, примерно в том месте, в котором воздухопровод входит в молокопровод.

Кроме того, в области изменяемого поперечного сечения отверстия воздушная струя может, по меньшей мере, частично ограничивать молочную струю. Другими словами, воздушная струя вместе с молочной струей может образовывать одну общую текучую граничную поверхность в области изменяемого поперечного сечения отверстия. По этой граничной поверхности воздушная струя может переносить на молочную струю текучие силы трения, так что достигается соединение по текучей среде между молочной струей и воздушной струей. Благодаря соединению увеличение/уменьшение воздушной струи вызывает увеличение/уменьшение молочной струи, и наоборот.

В этой связи для изменяемого поперечного сечения отверстия можно задать такие размеры, что регулирование изменяемого поперечного сечения отверстия настраивает, в частности, одновременно, и молочную струю, и воздушную струю.

Благодаря такой форме выполнения можно, в частности, добиться того, что воздух и молоко могут протекать всегда вместе, в частности одновременно, через изменяемое поперечное сечение отверстия. Это может происходить преимущественно таким образом, что предотвращается прерывание и/или пульсация молочной струи. В этой связи можно, таким образом, настраивать воздушную струю путем регулирования изменяемого поперечного сечения отверстия синхронно и/или равнонаправленно с молочной струей. Как уже было сказано, согласно изобретению такое регулирование можно осуществить, отказавшись от дополнительного активного регулирования воздушного потока. Так как благодаря этому устройство для вспенивания молока можно выполнить простым по конструкции и тем самым экономичным.

Для равномерного производства мелкопористой молочной пены особенно выгодно, если изменяемое поперечное сечение отверстия находится перед отверстием (в направлении течения) для подмешивания воздуха и молока, которое входит в смесительную камеру. Так как благодаря этому уже может происходить смешивание воздуха с молоком еще перед входом в смесительную камеру, в которой с помощью пара и происходит собственно процесс вспенивания. Таким образом, в частности, упомянутая молочно-воздушная струя может направляться через отверстие для подмешивания в смесительную камеру.

Качество молочной пены можно и дальше улучшить, если устройство для вспенивания молока будет иметь такую конструкцию, при которой молочно-воздушная струя еще перед упомянутым отверстием для подмешивания будет проходить через всасывающую камеру, расположенную перед смесительной камерой. Для этого молочно-воздушная струя может проходить в смесительную камеру по молоко-воздухопроводу. Этот молоко-воздухопровод может при этом включать упомянутую всасывающую камеру. Во всасывающей камере происходит предварительное перемешивание молока и воздуха. К тому же во всасывающей камере молочно-воздушная струя направляется в сторону струи пара, выходящей из парового сопла устройства для вспенивания молока, как будет описано ниже более точно.

Из всего сказанного ранее понятно, что согласно этим формам выполнения предпочтительно будет смешивать молоко с воздухом еще до того, как они войдут в контакт с паром. Другими словами, в устройстве для вспенивания молока соединение молока с воздухом происходит до участия упомянутого парового сопла.

Упомянутое паровое сопло устройства для вспенивания молока можно предпочтительно, в частности, сформировать таким образом, что будет производиться струя пара, которая способствует понижению давления на основе эффекта Вентури. С помощью этого пониженного давления молочно-воздушную струю, преимущественно без поддержки какого-либо дополнительного насоса, можно подавать в смесительную камеру. Благодаря этому все устройство для вспенивания молока в целом является экономичным и не требует отдельного доставочного механизма (например, дополнительного насоса).

Устройство для вспенивания молока может иметь, кроме того, дополнительный механизм для сокращения количества протекающей среды для ограничения воздушного потока. Это, в частности, целесообразно в том случае, если воздушная струя берется из окружающего воздуха.

Механизм для сокращения количества протекающей среды можно выполнить очень просто в виде точечной диафрагмы, например, с диаметром отверстия меньше 0,5 мм. При этом предпочтительно, если дополнительно к механизму для сокращения количества протекающей среды предусмотреть манжетное уплотнение для предотвращения обратного течения молока. В идеальном случае его можно установить за (в направлении воздушного потока) механизмом для сокращения количества протекающей среды для предотвращения того, чтобы молоко текло через механизм для сокращения количества протекающей среды.

Во всех описанных формах выполнения в принципе предпочтительно, если поперечное сечение отверстия может изменяться, по меньшей мере, постепенно, предпочтительно, однако, плавно. Так как в этом случае можно регулировать прохождение молочно-воздушной струи через изменяемое поперечное сечение, по меньшей мере, постепенно, но предпочтительно плавно. Благодаря этому можно индивидуально очень точно выставлять температуру молочной пены, в зависимости от личных предпочтений.

Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения поперечное сечение отверстия можно изменять путем вращения регулирующего тела вокруг регулировочной оси. Изменение поперечного сечения отверстия можно осуществить с помощью приповерхностного канала с изменяемой глубиной на регулирующем теле. Этот приповерхностный канал, по которому может течь, главным образом, молочная струя, можно выполнить преимущественно со стороны внешней окружности, т.е., в частности, на внешней окружности регулирующего тела.

Кроме того, в этой форме выполнения можно предусмотреть, чтобы воздух направлялся при помощи приповерхностного канала для воздуха в описанный выше приповерхностный канал. Другими словами, приповерхностный канал для воздуха и приповерхностный канал для молочной струи соединены в месте входа. В этом случае, миновав место входа, воздух и молоко вместе проходят по упомянутому приповерхностному каналу. Изменяемое поперечное сечение отверстия можно при этом выполнить в месте входа или после него в приповерхностном канале.

Согласно еще одной, особенно выгодной, форме выполнения можно предусмотреть, чтобы упомянутая воздушная струя формировалась не как обычно из окружающего воздуха, а из отключаемого воздухопровода. Другими словами, устройство для вспенивания молока может иметь, таким образом, устройство отключения воздуха, с помощью которого воздушный поток подключают и отключают.

Если с помощью устройства отключения воздуха воздушную струю отключают, то воздух больше не попадает в смесительную камеру, тогда как молочная струя по-прежнему может проходить в смесительную камеру. Таким образом, при отключенной воздушной струе с помощью устройства для вспенивания молока можно подавать только молочную струю. Это чисто молочная струя, которая не может содержать воздух, может нагреваться с помощью парового сопла. Благодаря такой форме выполнения с помощью заявленного устройства для вспенивания молока можно подавать молочную струю, нагретую вплоть до 80°С.

Таким образом, выгодно, что воздухопровод или воздушную струю, поступающую в смесительную камеру, можно подключать и отключать с помощью устройства отключения. Это может происходить, в частности, автоматически с помощью соответствующей системы управления. Например, устройство отключения может быть выполнено как электрически управляемый отключающий клапан. Благодаря этому больше не нужен отдельный провод для транспортировки горячего молока, а из заявленного устройства для вспенивания молока может выходить и молочная пена, и горячее молоко.

Во избежание указанных выше недостатков можно предусмотреть, чтобы воздух поступал в смесительную камеру через изменяемое поперечное сечение отверстия. С помощью этого способа можно реализовать все преимущества, которые уже были раскрыты в отношении устройства для вспенивания молока.

Раскрытые выше способы могут иметь в других формах выполнения и другие выгодные признаки.

Например, из воздуха может формироваться воздушная струя, которая проходит вместе, в частности, одновременно с молочной струей в виде молочно-воздушного потока через изменяемое поперечное сечение отверстия. При этом молочно-воздушную струю можно настраивать или регулировать, в частности, путем регулирования изменяемого поперечного сечения отверстия. Кроме того, в области изменяемого поперечного сечения отверстия молочную струю можно ограничить с помощью воздушной струи, по меньшей мере, частично, как это было описано выше.

Благодаря возможности регулирования изменяемого поперечного сечения отверстия можно регулировать и воздушную струю, и молочную струю в соответствии со способом. Это может происходить, в частности, одновременно и/или синхронно, так что воздушная струя автоматически уменьшается, когда молочная струя убавляется и/или воздушная струя автоматически увеличивается, когда увеличивается молочная струя.

Более того, этот процесс регулирования происходит преимущественно при отказе от дополнительного активного регулирования воздушного потока.

Кроме того, возможно, чтобы воздух и молоко всегда проходили вместе, в частности, одновременно через изменяемое поперечное сечение отверстия, преимущественно без прерывания и/или пульсации молочной струи.

Струя пара может производиться предпочтительно с помощью парового сопла. При этом молоко и воздух подаются в смесительную камеру исключительно из-за пониженного давления, сформированного с помощью парового сопла устройства для вспенивания молока на базе эффекта Вентури, преимущественно без поддержки насоса. Эту подачу можно осуществить преимущественно по общему молоко-воздухопроводу, который входит в отверстие для подмешивания воздуха и молока, которое, в свою очередь, входит в смесительную камеру.

С помощью парового сопла в смесительной камере можно сформировать пониженное давление, с помощью которого молоко вместе с воздухом всасывается из общего молоко-воздухопровода. Общий молоко-воздухопровод может включать преимущественно всасывающую камеру, которая расположена перед смесительной камерой в направлении течения молока и в которой молочно-воздушная струя может направляться к струе пара, прежде чем молочно-воздушная струя попадет в смесительную камеру через отверстие для подмешивания.

Согласно предпочтительной форме выполнения способа температура молочной пены может повыситься, когда в результате уменьшения поперечного сечения уменьшится молочно-воздушная струя. При этом, в частности, струя пара может удерживаться постоянной или увеличиваться. Кроме того, за счет уменьшения поперечного сечения отверстия можно уменьшить также и воздушную струю, и молочную струю.

Наконец, воздушную струю можно уменьшить дополнительно с помощью механизма для сокращения количества протекающей среды. Это можно выполнить, в частности, с помощью механизма для сокращения количества протекающей среды, выполненного в виде точечной диафрагмы (ср. описание выше), а также преимущественно в сочетании с манжетным уплотнением (ср. выше) для предотвращения обратного течения молока.

Поперечное сечение отверстия можно изменять постепенно, предпочтительно, однако, плавно, чтобы таким образом постепенно, но плавно настроить молочно-воздушную струю. Благодаря этому можно точно регулировать температуру молочной пены.

Кроме того, поперечное сечение отверстия, как уже было сказано выше, можно изменить за счет вращения регулирующего тела вокруг регулировочной оси. Предпочтительно это происходит благодаря тому, что глубина приповерхностного канала на регулирующем теле, определяющая поперечное сечение отверстия, изменяется в результате вращения регулирующего тела.

Изобретение описывается более подробно на примере выполнения, однако не ограничивается этим примером выполнения. Другие примеры выполнения возникают за счет сочетания между собой признаков отдельных или нескольких пунктов формулы и/или с отдельными или несколькими признаками примера выполнения. В частности, можно получить, таким образом, формы выполнения изобретения из последующего описания предпочтительного примера выполнения в совокупности с общим описанием, пунктами формулы, а также чертежами.

Фиг. 1 перспективный вид заявленного устройства для подачи молока;

фиг. 2 перспективный вид продольного сечения устройства для подачи молока из фиг. 1;

фиг. 3 вид сверху на продольное сечение согласно фиг. 2;

фиг. 4 вид сбоку на устройство для подачи молока из фиг. 1;

фиг. 5 вид сверху на устройство для подачи молока из фиг. 1;

фиг. 6 перспективное подробное изображение частичного вертикального разреза устройства для подачи молока фиг. 1 вдоль линии сечения, показанной на фиг. 5;

фиг. 7 вид сверху на горизонтальное сечение регулирующего тела в положении согласно фиг. 6;

фиг. 8 подробное изображение из фиг. 6 после поворота регулирующего тела устройства для подачи молока на 90° в направлении часовой стрелки;

фиг. 9 вид сверху на горизонтальное сечение регулирующего тела в положении согласно фиг. 8, по аналогии с фиг. 7;

фиг. 10 перспективное подробное изображение регулирующего тела устройства для подачи молока из фиг. 1 в положении 0°, указанном на фиг. 1 и фиг. 6;

фиг. 11 подробный вид сечения смесительной камеры устройства для подачи молока фиг. 1.

На фиг. 1 представлено заявленное устройство для подачи молока, в целом обозначенное позицией 1, предусмотренное для применения в кофейном автомате, с помощью которого можно приготовить различные кофейные напитки, причем устройство для подачи молока 1 доставляет через кофейный автомат молоко для кофейных напитков в конечном итоге в чашку.

Как видно на фиг. 2, устройство для подачи молока 1 имеет паровое сопло 2 для генерирования струи пара 9, а также смесительную камеру 3, которая присоединена к паровыпускному отверстию 16 парового сопла 2. Подаваемое молоко 7 направляется при этом в виде молочной струи 8 вдоль пути протекания, обозначенного на фиг. 11 штриховой линией и позициями 8 / 14, через отверстие для подмешивания 4 в смесительную камеру 3. При этом отверстие для подмешивания 4 входит в смесительную камеру 3 и тем самым определяет место входа 38.

Как хорошо можно видеть, в частности, на фиг. 2 и 11, место входа 38 расположено перед паровыпускным отверстием 16, а именно с точки зрения направления струи пара 9, которое обозначено на фигурах прямой стрелкой, проходящей через паровыпускное отверстие 16. При этом опережающее положение определено таким образом, что измеряемое на фиг. 2 и еще лучше на фиг. 11 (на фигурах вертикально) расстояние между местом входа 38 и паровыпускным отверстием 16 больше, чем диаметр в свету 47 паровыпускного отверстия 16, больше, чем ширина в свету 43 отверстия для подмешивания 4 и даже больше, чем внешний диаметр 48 парового сопла 2 в месте нахождения паровыпускного отверстия 16.

Благодаря такому просторному опережающему положению места входа или удлинению парового сопла 2 (каждый раз по сравнению с уже известными устройствами) достигается протекание, обозначенное на фиг. 1 штриховой линией, при котором молоко 7 подводится в виде молочной струи 8 в направлении 51 струи пара 9 (ср. стрелку на фиг. 11) к струе пара 9. Как можно видеть на фиг. 11, струя молока 8 течет при этом уже в области 42 смесительной камеры 3, которая расположена перед паровыпускным отверстием 16, в направлении 51 струи пара 9. Это показывает, в частности, штриховая линия в области 42, где молочная струя 8 течет вдоль наружной поверхности 39 парового сопла 2.

На фиг. 11 можно видеть более точно, а еще лучше видно на фиг. 2, что паровое сопло 2 ограничивает отверстие для подмешивания 4 и тем самым определяет место входа 38, так как упомянутое отверстие для подмешивания 4 выполнено в виде кольца и расположено концентрично относительно парового сопла 2, как хорошо просматривается на перспективном изображении фиг. 2 или фиг. 6 и 8.

При этом место входа 38 образовано сужением 40 (ср. фиг. 3), которое отделяет всасывающую камеру 17, расположенную перед смесительной камерой 3 в направлении течения молочной струи 8, от смесительной камеры 3. Молочная струя 8 течет во всасывающую камеру 17 в виде молочно-воздушной струи 14. Другими словами, молочная струя 8 содержит часть воздуха, предназначение которого будет описано ниже более точно.

Всасывающая камера 17 окружает паровое сопло 2 в виде кольца (ср. фиг. 2 и 6) и образует отклоняющую поверхность 46, также кольцеобразной формы. С помощью этой отклоняющей поверхности 46 молочная струя 8, входящая во всасывающую камеру 17 сначала в поперечном направлении к струе пара 9, отклоняется таким образом, что молочная струя 8 проходит через отверстие для подмешивания 4 уже в направлении 51 струи пара 9, как показано на фиг. 11 с помощью штриховой линии.

Точнее, молочная струя 8 обтекает паровое сопло 2 уже во всасывающей камере 17 и после этого входит в виде двухконтурного потока через кольцевое отверстие для подмешивания 4 в смесительную камеру 3. Затем молочная струя 8 в виде двухконтурного потока постепенно приближается к струе пара 9 и окутывает ее в виде оболочки, пока не объединится с ним в одну паро-молочную струю 49 (ср. фиг. 11).

Точнее, это объединение происходит с помощью улавливающей воронки 44 (ср. фиг. 6 и 11), которая находится в смесительной камере 3 и улавливает и соединяет молоко 7 с паром 5. При этом улавливающая воронка 44 сужается в направлении 51 струи пара 9, причем она расположена как раз по центру относительно паровыпускного отверстия 16 (ср. фиг. 11). За счет такого дальнейшего сужения 40 смесительная камера 3 отделена от последующей распылительной камеры 41, причем в то же время благодаря сужению 40 выполнена область ускорения 45 для придания ускорения паро-молочной струе 49 (ср. фиг. 11). Благодаря этому паро-молочная струя 49 течет с большей скоростью в последующую распылительную камеру 41 и наталкивается там на расположенное в центре отбойное тело 31, в результате чего наступает турбулентное завихрение паро-молочной струи 49 и тем самым передача тепла от горячего пара 5 молоку 7, которое следует нагреть.

В результате описанное выше устройство 1 может транспортировать молоко, нагретое вплоть до 80°С, из отверстия для выпуска молока 28 (ср. фиг. 3) без прерывания молочной струи 8, несмотря на очень незначительную скорость подачи.

Как подробно описывается ниже, устройство для подачи молока 1, уже раскрытое с помощью чертежей, можно применять в качестве устройства для вспенивания молока 50. В этом случае устройство для подачи молока 1 подает в смесительную камеру 3 молочную струю 8, содержащую часть воздуха. Если эта молочно-воздушная струя 14 завихряется вместе с паром 5 в распылительной камере 41, то получается молочная пена.

В таком случае особенно выгодно, если устройство для подачи молока 1 имеет изменяемое поперечное сечение отверстия 10, через которое можно направлять струю воздуха 14, преимущественно одновременно со струей молока 8. Так как, а это еще будет описано более точно, благодаря этому можно также при незначительных скоростях подачи гарантировать, что молочная струя не прервется в результате преимущества воздушной струи 14.

Согласно другому аспекту изобретения с помощью устройства для подачи молока 1, представленного на фигурах, можно подавать также и молочную пену. Это значит, что устройство для подачи молока 1 можно применять, в частности, как устройство для вспенивания молока 50, которое можно применять в указанных кофейных автоматах для приготовления кофейных напитков, содержащих молочную пену, например, капучино.

Как хорошо видно на фиг. 2 и 3, устройство для вспенивания молока 50 имеет для этого паровое сопло 2, с помощью которого можно генерировать струю пара 9, которая выходит из паровыпускного отверстия 16 и направляется в смесительную камеру 3, расположенную за паровым соплом 2. Для этого предусмотрено присоединение для подвода пара 32, из которого пар 5 поступает в паровое сопло 2.

С помощью струи пара 9 в смесительную камеру 3 с помощью эффекта Вентури поступает и молоко 7, и воздух 6 для вспенивания там молока 7 и воздуха 6 для образования устойчивой молочной пены 13. Для упрощения конструкции устройства для вспенивания молока 50 отказались от дополнительного насоса, так что молоко 7 и воздух 6 нагнетаются в смесительную камеру в виде молочно-воздушной струи 14 исключительно благодаря пониженному давлению, сформированному с помощью парового сопла 2.

Для вспенивания молока 7 в смесительной камере 3 предусмотрено отбойное тело 31, на котором происходит турбулентное завихрение молока 7 и воздуха 6, так что появляется мелкопористая молочная пена 13, которая затем выходит из выпускного отверстия для молочной пены 28 выпускного модуля 29.

При этом молоко 7 поступает через присоединение для подвода молока 26 и подключенный к нему молокопровод 12, который можно видеть на фиг. 1, к устройству для вспенивания молока 50, так что молочная струя 8 (ср. фиг. 6) направлена в смесительную камеру 3. Кроме того, предусмотрен также соответствующий воздухопровод 11, по которому воздушная струя 15 направляется в смесительную камеру 3, причем воздушная струя 15 получена из окружающего воздуха, как можно видеть на фиг. 2 и 3.

Кроме того, устройство для вспенивания молока 50 имеет регулирующее тело 22, расположенное с возможностью поворота вокруг регулировочной оси 23. С помощью регулирующего тела 22 можно регулировать изменяемое поперечное сечение отверстия 10, которое уменьшает или регулирует пропускную способность молочной струи 8. Как следует описать более точно, при этом, благодаря вращению регулирующего тела 22, можно точно и плавно регулировать скорость подачи молочной струи 8.

Так как паровое сопло 2 генерирует постоянную струю пара 9, то можно регулировать температуру выходящей молочной пены 13 с помощью регулирующего тела 22, так как едва скорость подачи молочной струи снизится при, по существу, неизменной скорости подачи струи пара 9, температура молочной пены 13 соответственно повысится. Это значит, что наиболее высокой температуры молочной пены 13 можно достичь как раз тогда, когда скорость протекания молочной струи 8 наименьшая.

Для того чтобы в подобной ситуации избежать прерывания молочной струи 8 и поступления в смесительную камеру 3 только воздуха 6, согласно изобретению воздушная струя 15 направляется в смесительную камеру 3 через изменяемое поперечное сечение отверстия 10.

Как видно на подробном изображении регулирующего тела 22 на фиг. 10, регулирующее тело 22 имеет первый приповерхностный канал 24 для подачи молока 7 или молочной струи 8, а также приповерхностный канал для воздуха 25 для подачи воздуха 6 или воздушной струи 15. Эти оба приповерхностных канала 24, 25 выполнены со стороны внешней окружности на окружной внешней поверхности или на внешнем контуре 36 регулирующего тела 22. При этом окружная внешняя поверхность / внешний контур 36 регулирующего тела 22 имеет форму цилиндра для возможности вращения регулирующего тела 22, как подробно показано на фиг. 10.

На подробных изображениях на фиг. 6 и 8 видно, что регулирующее тело 22 расположено с уплотнением в приемнике для регулирующего тела 34, выполненном в соответствии с регулирующим телом 22. При этом внутренняя поверхность приемника для регулирующего тела 34 с соответствующим приповерхностным каналом 24, 25 определяет соответствующее проходное поперечное сечение, которое определяет скорость прохождения молочной струи 8 или воздушной струи 15.

Как видно на подробном изображении фиг. 10, глубина приповерхностного канала 24 может изменяться в окружном направлении. При этом соответствующая глубина приповерхностного канала 24 вместе с приемником для регулирующего тела 34 определяет изменяемое поперечное сечение отверстия 10, через которое проходит и воздушная струя 15, и молочная струя 8, как это можно видеть на подробном изображении фиг. 10, где это обозначено штриховой или пунктирной линией.

Для этого приповерхностный канал для воздуха 25 входит в приповерхностный канал 24, так что в обозначенном на фиг. 10 месте входа 37 воздухопровод 11 и молокопровод 12 сводятся вместе, и именно еще перед изменяемым поперечным сечением 10. Другими словами, воздух 6 или воздушная струя 15 поступает по приповерхностному каналу для воздуха 25 к месту входа 37, а оттуда - к изменяемому поперечному сечению отверстия 10.

Другими словами, площадь поперечного сечения отверстия 10 изменяется, как только регулирующее тело 22 приводится во вращение. Это изменение происходит плавно, так что поперечное сечение отверстия 10 может плавно изменяться в результате вращения регулирующего тела 22. Благодаря этому затем может измениться и скорость подачи молочно-воздушной струи 14 за счет изменения поперечного сечения отверстия 10.

В положении регулирующего тела 22 при 0°, показанном на фиг. 6 и 7, изменяемое поперечное сечение отверстия 10 определяется как раз по проходному отверстию 35, которое входит в камеру 30 внутри регулирующего тела 22 (ср. фиг. 7 с фиг. 3). В этом положении регулирующего тела 22 и воздушная струя 15, и молочная струя 8 проходят через входное отверстие 33, действующее как изменяемое поперечное сечение 10, в камеру 30, а оттуда в виде молочно-воздушной струи 14 - через входное отверстие 33 во всасывающую камеру 17, а оттуда - через отверстие для подмешивания 4 в смесительную камеру 3 (ср. фигуры 6 и 8). В положении регулирующего тела 22 при 90°, показанном на фиг. 8 и 9, наоборот, и воздушная струя 15, и молочная струя 8 проходят по приповерхностному каналу 24 сначала вдоль окружности регулирующего тела 22, затем - через изменяемое поперечное сечение отверстия 10, обозначенное на фиг. 10 в виде заштрихованной поверхности, и только потом - через проходное отверстие 35 в камеру 30 для дальнейшего попадания там во всасывающую камеру 17 и, наконец, в смесительную камеру 3. В этой ситуации как раз определяется площадь поперечного сечения для прохождения молочно-воздушной струи 14, обозначенная на фиг. 10 в виде заштрихованной поверхности и действующая в качестве изменяемого поперечного сечения отверстия 10 в смысле изобретения.

В обеих ситуациях (фиг. 6 / фиг. 8) воздух 6 вместе и одновременно с молоком 7 проходит через изменяемое поперечное сечение отверстия 10 в виде молочно-воздушной струи 14, причем уже упомянутая воздушная струя и упомянутая молочная струя 8 вместе образуют одну молочно-воздушную струю 14.

С помощью подробного изображения на фиг. 10 легко можно представить, что при этом обе текучие среды, т.е. молоко 7 и воздух 6, проходят рядом друг с другом через изменяемое поперечное сечение отверстия 10 и при этом образуют одну общую текучую граничную поверхность, где обе текучие среды взаимодействуют друг с другом. В результате в области изменяемого поперечного сечения отверстия 10 воздушная струя 15 ограничивает, по меньшей мере, частично, молочную струю 8. Остальное ограничение создают стенки приповерхностного канала 24, а также внутренняя поверхность приемника для регулирующего тела 34.

При этом для изменяемого поперечного сечение отверстия 10, определенного изменяемой глубиной приповерхностного канала 24, параметры выбирают таким образом, что в результате регулирования изменяемого поперечного сечения отверстия 10 за счет вращения регулирующего тела 22 регулируют и молочную струю 8, и воздушную струю 15 одновременно и, в частности, синхронно. Это значит, что в случае, когда за счет вращения регулирующего тела 22 из положения 0°, показанного на фиг. 6, в положение 90°, показанное на фиг. 8, изменяемое поперечное сечение отверстия 10 уменьшается, снижается и скорость прохождения молочной струи 8 и одновременно скорость прохождения воздушной струи 15. Таким образом, воздушная струя 15 автоматически убавляется, как только убавляется молочная струя 8, например, для достижения высокой температуры выходящей молочной пены 13.

В результате присоединения по текучей среде молочной струи 8 и воздушной струи 15, которое возникает за счет общей текучей граничной поверхности, практически не возникает прерываний молочной струи 8.

Как, в частности, хорошо видно на изображении продольного сечения фиг. 3 (в сочетании с фиг. 3), изменяемое поперечное сечение 10 отверстия для подмешивания 4, через которое воздух 6 и молоко 7 попадают в смесительную камеру 3, расположено впереди с точки зрения направления течения молочно-воздушной струи 14. Кроме того, видно, что молочно-воздушная струя 14 еще перед отверстием для подмешивания 4 проходит через всасывающую камеру 17, находящуюся перед смесительной камерой 3.

Проходное отверстие 35, камера 30, входное отверстие 33, всасывающая камера 17 и отверстие для подмешивания 4 образуют, таким образом, подводящий молоко-воздухопровод 21, по которому молочно-воздушная струя 14 направляется из изменяемого поперечного сечения отверстия 10 в смесительную камеру 3.

Как, например, можно видеть на фиг. 2, 3 и 6, воздух 6 проходит сначала через механизм для сокращения количества протекающей среды 18 в виде точечной диафрагмы 19, а затем - через манжетное уплотнение 20. В то время как точечная диафрагма 19 снижает скорость прохождения воздушной струи 15, манжетное уплотнение предназначено для воспрепятствования возможного обратного течения молока 7 в направлении точечной диафрагмы 19.

Есть и другие возможные формы выполнения устройства для вспенивания молока 50, не показанные на чертежах, в которых воздушную струю 15, стремящуюся через изменяемое поперечное сечение отверстия 10 в смесительную камеру 3, можно включать или отключать при помощи устройства отключения воздуха в виде электрического или управляемого вручную запорного клапана. Если устройство отключения воздуха приводится кофейным автоматом в действие, то воздух 6 не может больше поступать в смесительную камеру 3, но молоко 7 по-прежнему может течь через изменяемое поперечное сечение отверстия 10 в смесительную камеру 3. В этом случае устройство для вспенивания молока 50 не выдает через показанное на фиг. 3 выпускное отверстие для молочной пены 28 выпускного модуля 29 молочную пену 13, а выпускает только нагретое паром 5 молоко 7. При такой форме выполнения с помощью устройства для вспенивания молока 50 можно выдавать и молочную пену 13 и горячее молоко 7.

В итоге изобретение согласно первому аспекту устройства для подачи молока 1 предлагает, основываясь на эффекте Вентури, подавать молоко 1 с помощью струи пара 9, выдаваемой паровым соплом 2, и за счет соответствующего ориентирования отверстия для подмешивания 4 и, при необходимости, при помощи отклоняющей поверхности 46 дать возможность молочной струе 8, захваченной струей пара 9, течь по касательной к струе пара 9 для обеспечения беспрепятственного прохождения молочной струи 8 даже при очень незначительных скоростях молочной струи 8. Для этого, прежде чем молочная струя 8 соединится со струей пара 9, молочная струя 8 будет ориентирована в направлении 51 струи пара 9.

Согласно второму аспекту целью изобретения является улучшение качества молочной пены 13, которую получают с помощью устройства для подачи молока 1, которое для этого применяют в качестве устройства для вспенивания молока 50. Для этого устройство для подачи молока 1 или устройство для вспенивания молока 50 имеет смесительную камеру 3, в которой с помощью струи пара 9 воздух 6 и молоко 7 можно вспенивать до получения молочной пены 13. Предлагается регулировать соответствующую скорость подачи воздушной струи 15, а также молочной струи 8, которые текут в смесительную камеру 3, таким образом, чтобы воздух 6 и молоко 7 проходили всегда вместе в смесительную камеру 3 через регулируемое, изменяемое поперечное сечение отверстия 10, действующее на воздушную струю 15 и молочную струю 8 как ограничитель скорости течения среды или как дроссельная заслонка.

Перечень обозначений

1) Устройство для подачи молока;

2) паровое сопло;

3) смесительная камера;

4) отверстие для подмешивания;

5) пар;

6) воздух;

7) молоко;

8) молочная струя;

9) струя пара;

10) изменяемое поперечное сечение отверстия;

11) воздухопровод;

12) молокопровод;

13) молочная пена;

14) молочно-воздушная струя;

15) воздушная струя;

16) паровыпускное отверстие;

17) всасывающая камера;

18) механизм для сокращения количества протекающей среды (для 15);

19) точечная диафрагма;

20) манжетное уплотнение;

21) молоко-воздухопровод;

22) регулирующее тело;

23) регулировочная ось;

24) приповерхностный канал (для 7 / 8);

25) приповерхностный канал для воздуха (для 6 / 15);

26) присоединение для подвода молока;

27) молоко-воздухопровод;

28) выпускное отверстие для молока / выпускное отверстие для молочной пены;

29) выпускной модуль;

30) камера;

31) отбойное тело;

32) присоединение для подвода пара;

33) входное отверстие;

34) приемник для регулирующего тела;

35) проходное отверстие;

36) внешний контур (для 22);

37) место входа;

38) место входа (для 7 в 3);

39) наружная поверхность (для 2);

40) сужение;

41) распылительная камера;

42) область (для 3);

43) ширина в свету (для 4);

44) улавливающая воронка;

45) зона ускорения;

46) отклоняющая поверхность;

47) диаметр в свету (для 16);

48) внешний диаметр (для 2);

49) паро-молочная струя;

50) устройство для вспенивания молока;

51) направление струи пара;

52) суженный участок.

Изобретение относится к устройству для подачи молока. В устройстве для подачи молока (1), которое подает молоко (7) с помощью струи пара (9), поступающей из парового сопла (2), на основе эффекта Вентури, предлагается с помощью соответствующей направленности отверстия для подмешивания (4) и, при необходимости, при помощи отклоняющей поверхности (46) направлять молочную струю (8), захваченную струей пара (9), по касательной к струе пара (9) для возможности обеспечения беспрепятственной транспортировки молочной струи (8) даже при очень незначительных скоростях течения молочной струи (8). Для этого еще до соединения молочной струи (8) со струей пара (9) молочная струя (8) течет в направлении (51) струи пара (9). Задачей изобретения является создание устройства для подачи молока или соответствующего способа, дающего возможность стабильной подачи даже при ограниченных скоростях течения. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство для подачи молока (1), имеющее паровое сопло (2) для генерирования струи пара (9) и смесительную камеру (3), присоединенную к паровыпускному отверстию (16) парового сопла (2), причем молоко (7) направлено к месту входа (38) в смесительную камеру (3), и место входа (38) с точки зрения направления (51) струи пара (9) расположено перед паровыпускным отверстием (16), отличающееся тем, что место входа (38) образовано с помощью сужения (40), причем сужение (40) образует структурную границу, отделяющую всасывающую камеру (17), расположенную перед смесительной камерой (3), от смесительной камеры, смесительная камера (3) и всасывающая камера (17) расположены кольцом вокруг парового сопла (2) и смесительная камера (3) имеет бóльшее поперечное сечение отверстия, чем сужение (40).

2. Устройство для подачи молока (1) по п. 1, причем отверстие для подмешивания (4), определяющее место входа (38) и входящее в смесительную камеру (3), направлено и/или сформировано таким образом, что молоко (7) в виде молочной струи (8) подают в направлении струи пара (9) на струю пара (9).

3. Устройство для подачи молока (1) по п. 2, причем молоко (7) в виде молочной струи (8) подают в направлении струи пара (9) на струю пара (9) таким образом, что в области (42) смесительной камеры (3), расположенной перед паровыпускным отверстием (16), молочная струя (8) течет в направлении струи пара (9).

4. Устройство для подачи молока (1) по п. 3, причем молоко (7) в виде молочной струи (8) подают в направлении струи пара (9) на струю пара (9) таким образом, что в области (42) смесительной камеры (3), расположенной перед паровыпускным отверстием (16), молочная струя (8) течет вдоль наружной поверхности (39) парового сопла (2).

5. Устройство для подачи молока (1) по п. 4, причем наружная поверхность (39) парового сопла (2) ограничивает, по меньшей мере, частично, место входа (38).

6. Устройство для подачи молока (1) по п. 5, причем место входа (38) представляет собой отверстие для подмешивания (4).

7. Устройство для подачи молока (1) по п. 1, причем сужение выполнено за счет суженного участка (52), по меньшей мере, частично с постоянным поперечным сечением отверстия.

8. Устройство для подачи молока (1) по п. 7, причем суженный участок (52) имеет постоянное поперечное сечение отверстия по всей своей длине.

9. Устройство для подачи молока (1) по п. 7, причем всасывающая камера (17) и/или паровое сопло (2) имеют отклоняющую поверхность (46) для отклонения молочной струи (8) в направлении струи пара (9).

10. Устройство для подачи молока (1) по п. 9, причем всасывающая камера (17) и/или паровое сопло (2) имеют отклоняющую поверхность (46) для отклонения молочной струи (8) в направлении струи пара (9) таким образом, что молочная струя (8) проходит через отверстие для подмешивания (4) уже в направлении струи пара (9).

11. Устройство для подачи молока (1) по п. 2, причем протекание молочной струи (8) или молочно-воздушной струи (14) перед местом входа имеет максимальное изменение направления, максимум 120º, и/или протекание свободно от крутых поворотов.

12. Устройство для подачи молока (1) по п. 11, причем протекание молочной струи (8) или молочно-воздушной струи (14) перед местом входа имеет максимальное изменение направления, максимум 90º.

13. Устройство для подачи молока (1) по п. 1, причем расстояние между местом входа (38) и паровыпускным отверстием (16) больше, чем диаметр в свету (47) паровыпускного отверстия (16) и/или чем ширина в свету (43) отверстия для подмешивания (4) и/или чем внешний диаметр (48) парового сопла (2) со стороны паровыпускного отверстия (16).

14. Устройство для подачи молока (1) по п. 1, причем после смесительной камеры (3) в направлении течения пара выполнена распылительная камера (41), которая имеет отбойное тело (31) для распыления молока (7).

15. Устройство для подачи молока (1) по п. 14, причем распылительная камера (41) отделена от смесительной камеры (3) с помощью сужения (40).

16. Устройство для подачи молока (1) по п. 14, причем между смесительной камерой (3) и распылительной камерой (41) находится зона ускорения (45) для придания ускорения паро-молочной смеси.

17. Устройство для подачи молока (1) по п. 1, причем смесительная камера (3) имеет улавливающую воронку (44), которая улавливает струю пара (9) и молочную струю (8) и соединяет их, причем улавливающая воронка (44) сужается в направлении течения пара.

18. Устройство для подачи молока (1) по п. 17, причем улавливающая воронка (44) направлена в сторону паровыпускного отверстия (16).

19. Устройство для подачи молока (1) по одному из пп. 1-18, причем молочная струя (8), поступающая из устройства для подачи молока (1) и текущая в месте входа (38) в смесительную камеру (3), является регулируемой с помощью изменяемого поперечного сечения отверстия (10) еще перед местом входа (38).

20. Устройство для подачи молока (1) по п. 19, причем оно выполнено в виде устройства для вспенивания молока (50).

21. Устройство для подачи молока (1) по п. 19, имеющее воздухопровод (11), так что одновременно с молочной струей (8) через изменяемое поперечное сечение отверстия (10) проходит струя воздуха (14) и/или молочная струя (8) содержит часть воздуха и попадает таким образом в смесительную камеру (3) в виде молочно-воздушной струи (14).

22. Устройство для подачи молока (1) по п. 21, причем струя воздуха (14) проходит таким образом, что к месту входа (38) в смесительную камеру (3) направлена молочно-воздушная струя (14) и/или молочная струя (8) содержит часть воздуха и попадает таким образом в смесительную камеру (3) в виде молочно-воздушной струи (14), так что в смесительной камере (3) образуется смесь из пара, молока и воздуха.

23. Применение устройства для подачи молока (1) по п. 1 в кофейном автомате.

24. Применение устройства для подачи молока (1) по п. 1 в качестве устройства для вспенивания молока (50).

25. Способ подачи молока (7) с помощью струи пара (9), выпущенной паровым соплом (2), и на основе эффекта Вентури, отличающийся тем, что молоко (7) в виде молочной струи (8) направлено вдоль струи пара (9), причем для этого молоко (7) предварительно смешивается с воздухом (6) во всасывающей камере (17), которая расположена перед смесительной камерой (3) и отделена от смесительной камеры (3) с помощью сужения (40), образующего структурную границу, для получения молочно-воздушной струи (14), прежде чем молочно-воздушная струя (14) соединится потом в смесительной камере (3) со струей пара (9) и при этом молочно-воздушная струя (14) перед входом в смесительную камеру (3) проходит через сужение (40), у которого поперечное сечение отверстия меньше, чем поперечное сечение отверстия смесительной камеры (3), так что предотвращается обратное течение паро-молочной смеси из смесительной камеры (3) в расположенную впереди всасывающую камеру (17).

26. Способ по п. 25, причем для направления молока (7) в виде молочной струи (8) вдоль струи пара (9) применяют устройство для подачи молока (1) по одному из пп. 1-22.

27. Способ по п. 25, причем молочная струя (8) ориентирована в направлении (51) струи пара (9), прежде чем струя пара (9) соединится с молоком (7) в смесительной камере (3), присоединенной к паровыпускному отверстию (16) парового сопла (2), и/или с помощью отверстия для подмешивания (4), расположенного перед паровыпускным отверстием (16) парового сопла (2) и/или таким образом, что струя молока (8) уже течет в направлении струи пара (9), когда она стремится в смесительную камеру (3).

28. Способ по п. 25, причем молочная струя (8) направлена с помощью отклоняющей поверхности (46) во всасывающей камере (17), расположенной перед смесительной камерой (3), и/или течет концентрично относительно парового сопла (2) в упомянутую смесительную камеру (3) и/или молочная струя (8) в области (42), расположенной перед паровыпускным отверстием (16) парового сопла (2), течет в направлении (51) струи пара (9) вдоль наружной поверхности (39) парового сопла (2).

29. Способ по одному из пп. 25-28, причем молочная струя (8) течет во всасывающую камеру (17) поперек направлению струи пара (9) и/или с помощью улавливающей воронки (44), направленной в сторону паровыпускного отверстия (16) парового сопла (2), соединяется со струей (9) в смесительной камере (3) и/или молочная струя (8) содержит часть воздуха для образования смеси из пара, молока и воздуха.

30. Способ по п. 29, причем улавливающая воронка (44) выполнена вращательно-симметричной.