本发明涉及一种用于生产起泡奶液的设备和方法，以及涉及一种包括此类设备并且启用此类方法的咖啡机。更详细地，本发明涉及一种在制备诸如卡布奇咖咖啡、拿铁咖啡等含有起泡奶液的饮料时用于使奶液起泡的设备。
背景技术：
本发明一般应用于适于起泡的液体食品。其中，起泡是指将空气混合入液体中的过程，即在液体中形成空气的乳液，从而导致气泡在起泡液体中的细分散。
用于起泡和加热奶液的设备商业上是已知的；事实上，为了产生起泡奶液，通常通过蒸气喷射来加热奶液。
根据已知的技术，将奶液放置在容器中，将称为“蒸气棒”的递送蒸气的管浸入被保持在容器中的奶液中，从而形成起泡奶液；该方法通常用于商业机器和horeca(旅馆、餐厅、咖啡店的简称)机器中。
此外，为了改善所获得的泡沫而将蒸气与空气混合的用于起泡和加热奶液的设备在商业上是已知的。
ep1501398描述了一种咖啡机，其设置有起泡设备，该起泡设备包括进入t形歧管的蒸气输入管线和空气输入管线，t形歧管具有从其延伸的递送管线，以递送空气和蒸气的混合物。空气输入管线连接到压缩空气源，在该情形中，压缩空气源是用于调整空气流量的压缩机。压缩机必须在大于蒸气压力的递送压力下工作，以便能够适当地运行。将从收集器所获得的空气和蒸气的混合物直接递送到容器中，在该容器中所保持的奶液被加热和起泡。
ep2534986描述了一种设置有起泡设备的咖啡机，其中，压缩空气被馈送到服务锅炉，即被馈送到生成蒸气并且加热生产饮料所需的水的锅炉。然后将空气－蒸气混合物传送到浸在相应容器中的奶液中的递送管。
上述各方案具有在机器的运行期间不能提供一致的起泡结果的缺点。
技术实现要素：
因此，需要一种用于使饮料、尤其是奶液起泡的起泡设备，该设备能够克服上述问题。
本发明的另一个目的是提供一种用于加热和起泡奶液的设备，该设备能够精确地调整奶液的起泡度，同时不管奶液的所需起泡度如何均保持最大的效率。
本发明的其他目的是提供一种用于加热和起泡奶液的简单设备，该设备可以被容易地清洁。
此类目的通过本发明实现，本发明涉及一种用于使饮料、尤其是奶液起泡的起泡设备，包括：蒸气产生装置；压缩空气产生装置；用于将空气和蒸气递送到饮料中的空气－蒸气递送装置；其特征在于，所述蒸气产生装置和所述压缩空气产生装置连接到罐，用于分别将蒸气和空气供给到所述罐，并且在于，所述罐连接到所述空气－蒸气递送装置，以将空气和蒸气递送到饮料，也就是说连接到使奶液起泡的装置。
优选地，罐设置有压力传感器，该传感器优选地是压力变送器和/或压力开关。
然而，根据其他可能的实施例，可以使用检测罐中的压力的其他方法。例如，可以例如通过测量空气和/或蒸气的速度和/或流速，和/或通过空气生成泵的旋转速度等来检测压力。
特别地，应当注意的是，“检测压力”在本文中是指例如借助于传感器的压力测量值和/或基于测量其他操作参数的压力估计，其他操作参数例如在空气和/或蒸气流的速度、流速(或其组合)中选择。
根据本发明的某方面，压缩空气产生装置包括通过管连接到罐的泵，管设置有至少一个拦截装置以拦截空气流，拦截装置优选地是流量调节器和/或止回阀。
在本发明的优选实施例中，存在温度传感器或其他检测装置，用于在饮料起泡期间检测饮料温度。
根据本发明的其他方面，该设备包括布置在将蒸气产生装置连接到罐的连接管上、以及在将所述罐连接到递送装置以将空气和蒸气递送到奶液(或其他饮料)的连接管上的拦截装置。在优选实施例中，拦截装置是电阀，可能是三通电阀；有利地，至少位于将蒸气产生锅炉连接到混合罐的管上的电阀是三通电阀，该三通电阀设置有用于去除当电路闲置时形成的冷凝水的泄放口。
优选地，本发明的设备还包括布置在空气泵与空气－蒸气混合罐之间的拦截空气流的装置；此类装置可以包括流量调节器和止回阀中的至少一者，或者它们两者。
根据本发明的优选方面，该设备包括控制单元，该控制单元连接到压缩空气产生泵和优选地是电阀的拦截装置两者，两者都在将蒸气馈送到罐的管上。在某实施例中，控制单元还连接到压力传感器和电阀两者，或者连接到放置在管上的其他拦截装置，该管将空气－蒸气馈送到递送装置，以将空气和蒸气递送到奶液或其他饮料。
更具体地，在设置有压力开关的机器中，压力开关被设定为预设压力值，在该预设压力值处生成“压力达到”信号。在本发明的实施例中，压力开关连接到控制单元(cpu)，并且当达到目标压力时，由此生成的信号被发送到控制单元。该信号可以由开关触点生成，控制单元、通常是cpu接收该信号并打开电阀。
在本发明的另一个实施例中，压力开关相对于用于将混合物递送到罐的电阀串联连接；当达到混合罐的操作压力时，压力开关闭合开关触点，且因此该电阀被电启动。此类电阀被放置在将混合罐与递送装置(也称为“棒”)连接的管上，以将蒸气和空气递送到奶液或其他饮料。
根据本发明的其他方面，所述罐、所述蒸气拦截装置和用于拦截空气－蒸气流的所述拦截装置中的至少一个，设置有用于去除冷凝水的泄放口。优选地，此类泄放口位于放置在将蒸气馈送到罐的管上的阀中。
本发明的其他目的是(提供)一种用于制备饮料、尤其咖啡饮料的机器，包括如上所述的起泡设备。
本发明还涉及借助于上述设备使饮料、尤其是奶液起泡的方法，包括以下步骤：
将蒸气和空气分别供给到所述混合罐；检测所述罐中的压力；当已经达到混合罐中的预设压力时，启动拦截装置，以便将所述罐与上述空气－蒸气递送装置连接，从而将空气和蒸气递送到饮料。
在本发明的可能实施例中，压力传感器直接启动阀，从而将空气和蒸气递送到奶液。当在罐中达到预设压力p1时，与电阀的控制串联的压力开关的触点闭合，由此打开电阀并允许罐连接到上述递送装置，以将空气和蒸气递送到饮料。
根据优选的方面，罐中的预设压力值包括在0.6巴至1.8巴之间、优选地在0.7巴至1.4巴之间、更优选地在1.1至1.2巴之间的范围内。当压力开关或变送器检测到该值时，阀被(直接地或通过控制单元)打开，从而允许空气－蒸气混合物到达起泡装置，也就是说，允许递送装置将空气－蒸气混合物递送到奶液或其他饮料。
罐尺寸基于所需体积选择；优选地，罐的体积为至少120cc(立方厘米)，并且优选地为120cc至260cc之间。在某些实施例中，罐的体积包括在190至210cc之间，优选地为200cc。所发现的是，在机器和起泡设备的正常运行条件下，这些体积允许空气－蒸气混合物处于最佳温度。
如上所述，该设备还包括优选地与空气－蒸气递送棒并排放置的奶液温度传感器。该传感器检测递送棒附近的奶液温度，并将所检测的数据传送到控制单元，一旦达到预设温度，控制单元就停止将起泡混合物、即空气－蒸气混合物递送到奶液。在优选的实施例中，当奶液达到包括在50℃至80℃之间、优选地在55℃至65℃之间的范围内的温度时，停止通过称作棒或喷嘴的相应装置将空气和蒸气混合物递送到奶液。
根据本发明的其他方面，该方法提供了停止将蒸气递送到罐而保持空气递送的步骤；例如，可以在起泡步骤结束时执行该步骤，以便清洁递送空气－蒸气混合物的装置的管。在本发明的实施例中，在有限的时间内、通常包括在0.1s至3s之间，只有空气被递送。
在其他方面，本发明还涉及根据权利要求18的数据介质。
与现有技术相比，本发明提供了许多优点。
事实上，通过罐可显著改善空气－蒸气混合，罐还允许控制两种流体的量，从而导致起泡奶液的更好质量和形成泡沫的微小气泡的更好的均匀性。
此外，混合罐允许在恒定压力下运行；事实上，即使蒸气锅炉由于做了很多工作而导致其运行压力在0.5－0.7至1.2－1.4巴之间的压力范围中波动，但在混合罐中所获得的压力总是设定的压力。这意味着即使锅炉压力下降，由本发明的设备所获得的所得泡沫仍具有不变的质量。事实上，如果离开锅炉进入混合罐的蒸气的温度低于100℃且压力低于1巴，则通过压缩空气补偿来达到所需的压力，并且通过将空气－蒸气混合物比在高温蒸气的情形中馈送更长的时间来达到所需的奶液温度。
闲置步骤期间在液压回路内形成的冷凝物可以被完全去除，从而提供另外的优点。事实上，位于锅炉与罐之间的三通电阀允许完全排出形成于混合器与锅炉之间的水。
与空气被直接馈送到锅炉中的上述方案相比，根据本发明的设备的优点在于能够在需要时仅馈送蒸气。事实上，通常，几个蒸气出口连接到蒸气锅炉；如果提供起泡回路，则出口中的一个专用于此，而另一个出口可用于仅通过蒸气加热饮料，而没有起泡效果。如果像在现有技术中发生的那样，空气直接注入到蒸气锅炉中，则只能从锅炉获得蒸气和空气的混合物，从而将不可能加热奶液而不使奶液起泡，也不可能加热另一种饮料而不使其起泡。
附图说明
这些和其他优点将从以下参考为说明性目的而非限制所包括附图所作的描述变得显而易见，附图中：
图1是根据本发明的设备的示意图。
具体实施方式
参考图1，用于使饮料、特别是奶液起泡的起泡设备1包括蒸气产生装置和压缩空气产生装置3，蒸气产生装置例如是锅炉2，在所示的实施例中，压缩空气产生装置3包括泵11，且优选地还包括泵上游的限流器(gicleur)19。
锅炉2通过管5连接到罐6，管5上布置有蒸气拦截装置，在所示的实施例中，拦截装置是三通电阀9。阀9优选地设置有泄放通路20，以在设备闲置时排出由蒸气冷凝所形成的水。
压缩空气产生装置3、即泵11通过管12与罐6连接；在管12上可以有拦截装置。在本发明的某实施例中，拦截装置包括用于控制流向罐的空气流速的流量调节器13。为了防止蒸气沿着管12流向泵11，可以有止回阀14。
如图1中所示，本发明提供了分别馈送至罐6的空气和蒸气；以这种方式，可以调整罐6中的空气－蒸气混合物的组成，且因此可以调整递送到容器10中待起泡的奶液18的空气－蒸气混合物的组成。
罐6通过管7连接到递送装置4，以将空气－蒸气混合物递送到被保持在容器10中的奶液18(或其他饮料)。递送装置、也称为“蒸气棒”在本领域本身是已知的并且包括在其端部设置有喷嘴的管；如图所示，该端部浸入被保持在容器10中的奶液18中。
众所周知，在根据所示实施例的咖啡机中，起泡奶液至少部分地从容器10移除，以馈送到使用者的杯子；然而，本发明不限于所示的应用，并且任何类型的递送装置都可以递送在罐6中所获得的混合物。例如，蒸气－空气混合物可以馈送至包括作为饮料生产机器一部分的起泡室(未示出)的起泡装置。专利ep2534986中参照图4和图5描述了起泡室的示例。
在管7上存在拦截空气－蒸气流的拦截装置，例如是阀8，优选地是三通电阀。阀8优选地设置有泄放通路17，泄放通路17作用使得当设备闲置时排出由蒸气冷凝所形成的水。
罐6优选地设置有至少一个压力传感器10。压力传感器10可以是压力变送器或压力开关。根据实施例，在这两种情况下，传感器生成信号，该信号被发送到控制单元16、通常是cpu，以便控制设备1的操作。压力开关可以替代地优选通过压力开关的开关触点串联地电连接到电阀8，；在该方案中，电阀由压力开关直接致动。
设备1还优选地还包括在其起泡步骤期间检测奶液18(或其他饮料)的温度的传感器15。对应的信号以已知的方式生成并发送到控制单元16。这种类型的温度传感器是已知的、可商购的且在某些型号的咖啡机上使用。
控制单元16优选地至少连接到阀9和空气泵11；在所示的实施例中，控制单元或cpu16还连接到阀8，从而控制蒸气－空气混合物从罐6到起泡装置4、压力传感器10和饮料的温度传感器15的馈送。
控制单元还可以与流量调节器13连接，以便根据所获得的饮料将后者设置在期望值。
根据本发明的方法提供了将空气和蒸气分别馈送到混合罐6，以便在其中获得空气－蒸气混合物；同时，传感器10检测罐6内的压力，并将对应的信号发送到控制单元16或阀8。如果压力已达到期望值，则cpu16可以操作拦截装置8，即打开阀8，以将罐6与递送装置4连接，从而将空气和蒸气递送到容器10中的奶液18。替代地，如所看到的，压力开关的开关触点可以连接到阀8，以便控制其打开或关闭。
在图1中，连接压力开关10和阀8的线用数字22表示；在可能的实施例中，该线优选地代替压力开关10－cpu16－阀8之间的连接。
如果传感器10是变送器，则由变送器所生成的压力值信号与存储在控制单元16中的压力值进行比较；当压力值在压力值的合适范围内时，控制单元16致动阀8。如所看到的，在实施例中，传感器10可以是，当达到合适的预设压力值时，压力开关发送开关信号。由此，cpu16可以致动阀8。
优选地，预设压力值包括在0.6巴至1.8巴之间、优选地在0.7巴至1.4巴之间、更优选地在约1.1－1.2巴的范围内。
然后，控制单元在恰当的时间、或者在预设时间之后、或者当达到预设温度时停止空气－蒸气的递送。如上所述，在实施例中，即使在完成蒸气馈送之后，空气泵11也可以继续馈送空气。在本发明的另一个实施例中，在除了起泡之外的步骤中空气被递送，此时，递送装置已经从奶液中拉出，以便通过从递送装置的管中去除任何奶液(或饮料)和任何冷凝物而清洁递送装置的管。
在优选实施例中，连接到cpu的操作者接口21包括循环开始按钮，通过按压该循环开始按钮，cpu16优选地同时启动蒸气电阀9和空气泵11两者；当混合罐6内的压力达到计划压力p1时，或者当压力开关给出达到压力p1的开关信号时，控制单元16操作阀8的打开，从而允许混合的空气和蒸气流到达递送装置4，递送装置4的端部浸入奶液18的容器10中。由此，可以获得奶液起泡。
在另一优选实施例中，通过按压操作者接口21上的循环开始按钮，cpu16优选地同时启动蒸气电阀9和空气泵11两者。由于压力开关10的触点与电阀8的控制串联布置，电阀8不通过cpu被启动；当混合罐6内的压力达到计划压力p1时，压力开关提供压力达到的开关信号，从而启动阀8的打开并允许混合空气和蒸气流到达端部浸入奶液18的容器10中的递送装置4，以便使奶液起泡。
此后发生奶液加热和起泡步骤。在蒸气棒旁边，带有连接到cpu的变送器的温度探头检测奶液温度；当达到包括在50℃至80℃之间、优选地在55℃至65℃之间的范围内的计划温度时，cpu16关闭阀9和电阀8。换句话说，通常空气和蒸气的馈送是相互依赖的。在实施例中，为了允许在循环结束时对从混合罐6到递送装置4的液压回路的清洁，控制单元cpu可以使空气泵保持活动并且保持电阀8打开几秒。
应当注意，虽然在前面的描述中已经参考了示例性实施例，但是本发明可以根据大量变型来实施。事实上，所描述的实施例仅仅是示意性的，而不意于以任何方式限制本发明的保护范围、配置或应用。相反，以上描述应被认为是用于实施本发明的至少一个实施例的指导；可以对示例性实施例所描述的那些进行许多修改，而不脱离本发明的保护范围。