用在基于至少两种流体制备饮料的过程中的饮料制作单元的制作方法

专利名称：用在基于至少两种流体制备饮料的过程中的饮料制作单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制备^:料的方法。特别地，本发明涉及一种用 于基于至少两种流体来制备^t料的方法，例如一种用于基于牛奶和蒸汽 来制备热牛奶的方法，或者一种用于基于糖浆和水来制备果汁的方法。在现有技术中，这样的方法是公知的，并且包括以下步骤提供包含第 一流体的主流(main flow )以及包含第二流体的辅助流(subsidiary flow ); 以及让包含第二流体的辅助流汇合含第 一流体的主流。
背景技术：
EP 0 858 757 Al示出一种设备，其适于才艮据上述方法基于牛奶和蒸 汽来制备热牛奶。该设备包括真空腔室和牛奶进料管，该牛奶进料管通 到真空腔室，并且其在该设备的操作期间用于供应牛奶。此外，该设备 还包括通过受节流的末端部分也通到该真空腔室的蒸汽管。在该设备的 操作期间，基于被称为文丘里原理的原理在蒸汽流的影响下获得牛奶流。 简言之，根据该文丘里原理，流体在局部负压力的影响下被吸进腔室中， 该局部负压力是通过连续地引导另一流体通过节流(restriction)并将该 流体供应给该腔室来获得的。在该设备中应用文丘里原理的有利结果是， 不需要应用单独的泵来使得牛奶发生位移。在该设备的真空腔室中，牛奶和蒸汽被结合起来。在该过程中，蒸 汽在牛奶中冷凝，其结果是牛奶被加热。如此选择供应给真空腔室的蒸 汽量，以致能够将牛奶加热到预定温度，其可被选择为接近牛奶的沸点。 为了防止蒸汽从设备中逸出，所有的蒸汽都必须在牛奶中冷凝。与从EP 0 858 757 Al所知道的设备以及具有相类似的设计的设备 相关联的 一个问题是，在所供应的蒸汽的影响下发生局部煮沸牛奶的情 况，以及作为结果蒸汽对牛奶的泵吸作用被减小。本发明的目标是解决这个问题。 发明内容本发明的目标是通过一种用于基于至少第一流体和第二流体来制备饮料的方法来实现的，该方法包括步骤提供包含第一流体的主流和包 含第二流体的第 一辅助流；让包含第二流体的第 一辅助流汇合进包含第 一流体的主流；提供至少一个包含第二流体的另外的辅助流；以及让所 述至少一个包含第二流体的另外的辅助流也汇合进包含第一流体的主流；其中包含第二流体的各辅助流在不同位置处汇合进包含第一流体的主流o根据本发明，包含第二流体的至少两个流被供应给包含第一流体的 流，其中包含第二流体的流在不同位置处加入包含第一流体的流。通过 这种方式，在第二流体被用于将第一流体加热到接近其沸点的温度的目 的的情况下，防止了局部煮沸第一流体，因为用于实现使第一流体达到 预定温度的目的所需的第二流体的总量是以至少两个单独的部分进行供 应的。此外，实现了对第一流体的更为均匀的加热。根据本发明的方法的应用的另 一优点是增强了第一流体与第二流体 的混合程度。因为第二流体是在若干不同位置处供应到包含第 一流体的 流，所以第二流体被以更为均匀的方式供应给包含第一流体的流。在包 含第二流体的辅助流从不同侧例如从相对侧(在本发明的范围内这是可 行的选择)汇合进包含第一流体的流的情况下，更是如此。有利地，包含第二流体的辅助流在沿着主流的不同位置处汇合进包 含第一流体的主流。例如，在第二流体是以两个辅助流也即第一辅助流 和第二辅助流进行供应的情况下，优选的是，包含第二流体的第二辅助 流在相对于包含第二流体的第一辅助流汇合进包含第一流体的主流的位 置的下游位置处汇合进包含第一流体的主流。特别是在相对较小的流的 情况下，其中第二流体具有加热第一流体的功能，通过在沿着包含第一 流体的主流的不同位置处供应第二流体，防止了局部煮沸第一流体。当应用根据本发明的方法时，还可能在所制备的饮料中获得泡沫，也即让空气进入到包含第 一流体的主流以及包含第二流体的辅助流中的 至少一个。原理上，根据本发明的方法可应用于其中两种流体被结合起来用于 制备饮料的任何情况。可能是这样的情况，流体之一还被用作泵吸流体 以使另一流体运动，其中这可以以任何合适的方式来实现。例如，可以 基于文丘里原理来获得该泵吸作用，根据该文丘里原理第一流体在局部 负压力的影响下被吸进腔室中，该局部负压力是通过连续地引导第二流 体通过节流并将该第二流体供应给腔室来获得的。然而，该泵吸作用还 可基于另 一原理特别是被称为喷射泵原理的原理来获得，根据喷射泵原 理，第一流体流在局部负压力的影响下被生成，该局部负压力是通过允 许将动量从第二流体流传递到第一流体来获得的。还可能基于文丘里原 理和喷射泵原理的组合来获得该泵吸作用。特别地，当喷射泵原理被应用在根据本发明的方法中时，在包含第 二流体的各辅助流中的至少一个的影响下通过创建局部负压力来生成包 含第一流体的主流，其中该局部负压力是通过允许将动量从包含第二流 体的辅助流传递到包含第一流体的主流来获得的。否则，当文丘里原理 被应用在根据本发明的方法中时，在包含第二流体的各辅助流中的至少 一个的影响下通过创建局部负压力来生成包含第一流体的主流，其中该 局部负压力是通过在让包含第二流体的辅助流汇合进包含第一流体的主 流之前对包含第二流体的辅助流进行节流来获得的。在实际实现根据本发明的方法时，提供了一种管道系统，其中上述 的流出现在该管道系统的管道中。本发明还涉及包括这种管道系统的饮 料制作单元，其中该饮料制作单元适于用在饮料机中。注意，各管道可 以是管子，但还可以是合适的元件的表面中的凹槽，例如其被一张箔片 或其它合适的覆盖装置所覆盖。在实际实施例中，管道系统包括主管道和在主管道上的不同位置处 汇合进主管道的至少两个辅助管道。考虑到管道系统提供合适的环境供 发生根据本发明的方法的事实，主管道用于导引包含第一流体的主流， 而辅助管道用于导引包含第二流体的辅助流。有利地，辅助管道在主管道的不同侧以及/或者在沿着主管道的纵轴的不同位置处汇合进主管道。 优选地，管道系统的管道的配置是这样的，包含第二流体的各辅助 流中的至少一个可执行对包含第一流体的主流的泵吸作用。在适于让这 种泵吸作用基于喷射器原理来发生的管道系统中，辅助管道中的至少一 个的纵轴在辅助管道汇合进主管道的位置处以相对于主管道的纵轴成小于90。的角度进行延伸，并且其中在该位置与管道系统的出口 (41)之 间延伸的主管道部分在其长度上具有恒定的横截面面积。否则，在适于 让泵吸作用基于文丘里原理来发生的管道系统中，各辅助管道中的至少 一个的一个末端部分被节流，其中辅助管道通过该末端部分连接到主管 道，并且辅助管道汇合进其中的主管道部分被加宽。选地，出于这种应用的目的，第一流体包括牛奶，而第二流体包括蒸汽。 原理上，第二流体可能包括除牛奶之外的另一液体。出于加热液体的目 的，第二流体不一定要包括蒸汽。例如，第二流体还可能包括热水。特别是在第 一流体包括诸如牛奶之类的液体而第二流体包括蒸汽的 情况下，优选的是辅助管道的横截面面积小于主管道的横截面面积，因 为通过这种方式获得了好的泵吸结果。注意，可应用两个或多个串行排列的根据本发明的饮料制作单元。除了主管道和汇合进主管道的辅助管道之外，根据本发明的饮料制 作单元的管道系统可包括至少一个连接到至少两个辅助管道的供应管 道。在饮料制作单元的操作期间，供应管道用于输送流体以及将该流体 供应到连接到它的所有辅助管道。通过这种方式，供应管道的应用促进 了在至少两个辅助管道提供相同流体的过程。优选地，根据本发明的饮料制作单元，也即具有适于以根据本发明 的方法的方式输送至少两种流体并将各流体结合起来的管道系统的饮料 制作单元，是供用在饮料机中的 一次性套件的一部分。通常， 一次性套件意味着在一次使用或有限的使用次数之后由用户 丢弃。此外， 一次性套件适于连接到饮料机的固定设置的元件。特别地， 一次性套件中的饮料制作单元的进口可连接到饮料机中的管道用于供应所需流体。应用 一次性套件的 一个重要优点是，可防止饮料机的内部受到污染， 其中不需要用户在每次使用过饮料机的时候清洁饮料机的内部。应用一 次性套件的另一优点与一次性套件易于使用的事实相关。特别地，当应 用 一次性套件时，制作饮料的过程的准备只涉及将套件放置在饮料机中。此外，用户无需计量(dose)饮料的一种或多种成分，因为一次性套件 可包含正确的量的这些成分。应用一次性套件的另一优点是实现了饮料 机操作的更高可靠性，因为由于饮料制作单元的污染所造成的饮料机的 误操作不会发生。有利地，在包括根据本发明的饮料制作单元的一次性套件适于用在 基于液体和蒸汽来制备热液体的过程中的情况下，套件包括至少两个进 口用于让蒸汽进入饮料制作单元的管道系统。这没有改变套件可仅具有 一个进口用于让蒸汽进入的这一事实，其中 一个进口管道分岔进套件内 的至少两个管道，从而蒸汽仍可在不同位置处被供应给液体。在可行的实施例中， 一次性套件包括至少一个盛放液体的贮液器。 在本发明的范围内，该贮液器可以是适于再装的。在这种情况下，套件 可被多次使用。然而，在一次性套件仅供单次使用的情况下，该贮液器 就不需要是适于再装的。本发明还涉及饮料机。根据第一选择,如前面所描述的饮料制作单元是饮料机的组成部分， 该饮料制作单元包括适于输送至少第 一流体和第二流体以及在两个位置 或者甚至更多位置处将第二流体供应给包含第一流体的流的管道系统。 在优选的实施例中，饮料机包括用于供应流体的装置，其中这些装置连 接到饮料制作单元的管道系统的至少两个进口 。这种装置可包括例如适于供应蒸汽的蒸汽生成器。根据第二选择，该饮料机包括用于容纳如前面所描述的一次性套件的空间。在那种情况下，饮料机还可包括用于供应流体的装置，诸如蒸 汽生成器。优选地，在那种情况下，当在该空间中容纳了一次性套件时 这些装置可连接到该一次性套件的饮料制作单元的管道系统的至少两个进口。主要地，本发明涉及一种用于基于至少第一流体和第二流体来制备饮料的方法，该方法包括以下步骤提供包含第一流体的主流和包含第 二流体的第一辅助流；让包含第二流体的第一辅助流汇合进包含第 一流 体的主流；提供至少一个包含第二流体的另外的辅助流；以及让所述至 少一个包含第二流体的另外的辅助流也汇合进包含第一流体的主流；其 中包含第二流体的各辅助流在不同位置处汇合进包含第 一流体的主流。第二流体可用于将第一流体加热到接近第一流体沸点的温度。在那 种情况下，由于根据本发明的事实的原因，分至少两个不同部分将第二 流体供应给第一流体，阻止了局部煮沸。此外，本发明提供以相对简单 且快速的方式来获得流体的均匀混合物的实际可能性，因为混合流体的 过程是在至少两个步骤中执行的。在实现根据本发明的方法的优选方式中，包含第二流体的各辅助流 中的至少一个被用于泵吸第 一流体的目的。所应用的流体可能是液体、气体或液体和气体的组合。在流体是液 体的情况下，可将固体粒子或聚合物添加到流体中。原理上，所应用的 流体的数目不受限制。


现在，将参考附图更详细地解释本发明，在各附图中类似的部分用 相同的参考标记来指示，并且其中图1图解地示出供用在饮料机中的一次性套件，其包括根据本发明 的第 一优选实施例的饮料制作单元；图2图解地示出图1中所示出的饮料机和一次性套件的部件，其中 一次性套件被放置在饮料机中，并且其中一次性套件连接到饮料机的部 件；图3图解地示出根据本发明的第二优选实施例的饮料制作单元的管 道系统；图4图解地示出根据本发明的第三优选实施例的饮料制作单元的管道系统；图5图解地示出根据本发明的第四优选实施例的饮料制作单元的管 道系统。
具体实施方式
图1图解地示出供用在饮料机中的一次性套件10，其包括根据本发 明的第一优选实施例的饮料制作单元1。所示出的一次性套件10旨在被 单次实用，换言之在制备饮料的过程中套件IO只可被使用一次。在套件 IO已经被应用一次之后，它不再有用，并且它只适于被丢弃。图2图解地示出一次性套件10和饮料机15的部件，其中一次性套 件10被放置在饮料机15中，并且其中一次性套件10连接到饮料机15 的部件。在图2中，饮料机15—般性地用虚线矩形来表示。除了饮料制作单元1之外，一次性套件IO还包括盛放液体例如牛奶 或液体咖啡萃出物的贮液器20。在所示出的例子中，贮液器20被定形 为拉长的密封袋，其可以通过提供两张箔片并将这些箔片沿着它们的边 缘进行互连来制造。这不改变贮液器20可以以其他合适的方式来实现的 事实，例如实现为一次性套件10的元件的表面中的凹槽，其中该凹槽被 箔片覆盖。一次性套件10的饮料制作单元1包括管道系统30。在所示的第一 优选实施例中，管道系统30包括四个管道。主管道31延伸在贮液器20 的出口 21与饮料制作单元1的出口 41之间。下面，连接到贮液器20 的出口 21的主管道31的末端将被称为管道系统30的液体进口 42。在 所示出的例子中，主管道31被定形为在其长度上具有恒定的横截面面积 的直管道。两个辅助管道32、33在管道系统30的液体进口 42与々欠料制作单元 1的出口 41之间的位置处汇合进主管道31。辅助管道32、 33被设置为 卩波此相距一定的间隔，其中辅助管道32、 33在沿着主管道31的纵轴的 不同位置处汇合进主管道31。特别地，第一辅助管道32汇合进主管道 31的位置比第二辅助管道33汇合进主管道31的位置更接近管道系统30的液体进口 42。在所示出的例子中，辅助管道32、 33基本上彼此平行 地延伸。管道系统30包括空气管道34，其在液体进口 42与最接近液体进口 42的辅助管道32之间的某位置处汇合进主管道31。在所示出的例子中， 使链接到主管道31的空气管道34的部分34a变窄。根据实际可能性，管道31-34被形成为一次性套件10的主体40 中的凹槽。这些凹槽被用于关闭凹槽顶部的合适装置(未示出)覆盖。 合适的关闭装置的例子是箔片。注意，管道31-34不一定要包括凹槽和 关闭装置，只要管道31 - 34能够输送液体就行。例如，管道31-34还 可包括管子。然而，考虑到主体40可通过使用注入模铸技术来形成的 事实，则具有凹槽和用于覆盖凹槽的箔片是有利的，因为这种设置的制 造过程比组装许多个管子的过程更简单。在本发明的范围内，管道系统30中的管道31-34的横截面形状可 以是任何合适的形状。例如，4黄截面可以是圓形、矩形、正方形或六边 形。圆形横截面的优点是获得了管道31 -34的相对较低的流动阻力。空气管道34相对于主管道31成直角。这不改变空气管道34与主管 道31之间的角度可以具有任何合适的值的事实。链接到贮液器20的主 管道31的部分与每个辅助管道32、 33之间的角度e小于90°。在所示 出的例子中，角度e大约为30。。一次性套件10适合被应用于制备诸如热牛奶或咖啡之类的热饮料。 根据实际可能性，在其中应用了一次性套件10的制备饮料的过程期间， 热饮料是通过由蒸汽装置加热贮液器20初始盛放的液体来获得的。由 此，用于容纳并操作一次性套件10的饮料机15包括蒸汽生成器16。在 图2中，示出当一次性套件IO被放置在饮料机15中时，辅助管道32、 33中的每个都连接到蒸汽生成器16的蒸汽套管(socket) 17、 18。下面， 在一次性套件10被放置在饮料机15中时链接到蒸汽生成器16的第一蒸 汽套管17的第 一辅助管道32的末端将被称为管道系统30的第 一蒸汽进 口 43，而在一次性套件10被放置在饮料机15中时连接接到蒸汽生成器 16的第二蒸汽套管18的第二辅助管道33的末端将被称为管道系统30的第二蒸汽进口 44。此外，在图2中，示出饮料机15包括阀门19,并且示出当一次性 套件IO被放置在饮料机15中时，空气管道34连接到阀门19。通过操 作阀门19，饮料机15的用户具有关闭空气管道34以及让饮料机15执 行仅通过使用主管道31和辅助管道32、33来制备饮料的过程的可能性。 在本发明的范围内，空气管道34不一定要是可关闭的。此外，在提供了 诸如阀门19之类的用于给予用户关闭空气管道34的可能性的装置的情 况下，这种装置也不一定要被设置在饮料机15中。作为替代，这种装置 还可被设置在一次性套件10中，虽然考虑到套件IO仅旨在用于单次使 用的这一事实时，这不是优选的选择。在应用一次性套件IO的制备饮料的过程中，在阀门19处于打开的 位置时，空气管道34用于让空气进入主管道31。下面，在一次性套件 10被放置在饮料机15中时连接到阀门19的空气管道34的末端将被称 为管道系统30的空气进口 45。当阀门19被放到打开的位置时，空气被 供应给饮料，从而获得泡沫。然而，当阀门19被放到关闭的位置时，在 饮料中将没有任何泡沫形成。因此，通过操作阀门19,用户可选择制作 发泡饮料或无泡饮料。为了改善发泡质量和体积，可应用障碍物(未示出)，其被设置在主 管道31到空气管道34的连接与饮料制作单元1的出口 41之间延伸的主 管道31的部分。通过应用这种障碍物，增强了液体的发泡，因为障碍物 增大了流动阻力和/或创建了某种额外的搅动。有利地，至少多个障碍物 被环绕地设置在饮料制作单元1的出口 41附近。下面，将描述应用了 一次性套件10和饮料机15的制备饮料的过程。 为了清楚起见，图1和图2中借助箭头来指示输入流和输出流的方向。制备饮料的过程的准备包括以下步骤将一次性套件10放置在饮料 机15中，并且将诸如杯子等等的容器放置在套件10中的饮料制作单元 1的出口 41的下方。在将一次性套件10放置在々大料机15中的正确位置 的过程中，在饮料机15的蒸汽生成器16的蒸汽套管17、 18与套件10 的饮料制作单元1的管道系统30的蒸汽进口 43、 44之间，以及在饮料机15的阀门19与管道系统30的空气进口 45之间建立连接。当制备饮料的过程开始时，重要的是允许液体从贮液器20通过主管 道31的液体进口 42流动到主管道31。由此，应用合适的装置(未示出) 在恰当的位置处刺穿贝i液器20的箔片。例如，这种装置可包括可移动地 设置的针。依赖于用户所提供的输入，阀门19处于打开位置或处于关闭位置。 下面，将描述其中阀门19处于打开的位置的制备饮料过程，也即制备发 泡饮料的过程。当液体出现在主管道31中且蒸汽生成器16在工作时，制备饮料的 实际过程就开始了，其中蒸汽通过第一蒸汽进口 43进入第一辅助管道 32。在第一辅助管道32的另一端也即第一辅助管道32汇合进主管道31 的末端处，动量从蒸汽流传递到液体，其结果是获得了局部负压力。在 该局部负压力的影响下，液体被抽出贮液器20,其中生成了指向饮料制 作单元1中的出口 41的液体流。因此，通过第一辅助管道32提供的蒸 汽基于称为喷射器原理的原理对液体执行泵吸作用。通过类似的方式， 蒸汽通过第二蒸汽进口 44进入第二辅助管道33,并且该蒸汽流也执行 对液体的泵吸作用。在该过程中，蒸汽冷凝在液体中，从而液体被加热， 并且生成了更大的负压力。此外，空气被通过空气管道34吸入主管道 31中，并且混入液体和凝结的蒸汽的流中。通过这种方式，获得了热的 发泡饮料，其通过出口 41流出饮料制作单元1。所获得的液体流速与蒸汽流速之间的比率分别与主管道31的横截 面面积与第一辅助管道32和第二辅助管道33的横截面面积之间的比率 相关。对于给定的蒸汽流速，当辅助管道32、 33的横截面面积相对于主 管道31的横截面面积减小时，所获得的液体流速增大。因此，优选的选 择是使用辅助管道32、 33的横截面面积小于主管道31的横截面面积的 饮料制作单元1。在本发明的范围内，有可能出于局部限制液体流的目的而应用措施。 例如主管道31的一部分可被变窄，或者可在该管道31中设置障碍物。 通过这种方式，获得了调节液体流速的可能性。在本发明的范围内，液体流被局部限制的程度是可调节的。由于液体被蒸汽加热，所以有利的 是拥有控制液体流速的可能性，因为通过这种方式，创造了控制所得的 基于液体和蒸汽获得的混合物的温度的可能性。通常，当对液体流的节 流增大时，所得的混合物的温度增加。在饮料制作单元1的操作过程中，出于将液体从贮液器20泵吸到出 口 41的目的而应用蒸汽，其中液体流是在蒸汽流的影响下获得的。该泵 吸过程在两个阶段执行，其中第 一 阶段是在第 一辅助管道32所供应的蒸 汽流的影响下发生在第一辅助管道32与主管道31的结合处，而第二阶 段是在第二辅助管道33的影响下发生在第二辅助管道33与主管道31 的结合处。另外，发生蒸汽冷凝在液体中，其结果是液体被加热。为了 获得饮料机15的用户所赏识的温度的饮料，液体被加热到接近液体的煮 沸温度的温度。为了具有良好的泵吸作用，重要的是主管道31与每个辅助管道32、 33之间的角度0小于90°。在角度为90。的情况下，实际上蒸汽流将不 能导致主管道31中的液体流，因为在这种情况下蒸汽在允许液体运动的 方向也即主管道31的纵轴延伸的方向上将不具有动量。在角度e大于 90。的情况下，蒸汽流对主管道31中的液体的影响将仅导致液体回流， 也即在朝着贮液器20的方向上流动。当液体是牛奶时，当主管道31与 每个辅助管道32、 33之间的角度e大约为25。时，获得饮料制作单元l 的良好性能。通过分两个部分将由饮料机15的蒸汽生成器16生成的蒸汽供应到 主管道31,实现了蒸汽在液体中的良好分布，并且防止了局部煮沸液体。 后者非常重要，因为饮料制作单元1的泵吸性能在发生局部煮沸的情况 下会降低。如果通过一个辅助管道在一个位置处供应蒸汽，则局部煮沸 液体实际上是不可避免的，因为所供应的蒸汽量足够将液体加热到接近其煮沸温度的温度，并且蒸汽没有立即均匀地分布于整个液体。通过应 用至少两个管道32、 33用于供应蒸汽，液体的温度^皮逐步增加。通过这 种方式，甚至可能使液体温度到达非常接近其煮沸温度的温度，且没有 局部煮沸液体的任何风险。此外，不会发生来自管道系统30的不希望有的蒸汽逸出。在所示出的例子中，饮料制作单元1的管道系统30包括两个辅助管 道32、 33,用于向主管道31供应蒸汽。然而，在本发明的范围内，管 道系统30可以包括多于两个的供应蒸汽的辅助管道。例如，管道系统 30可以包括四个辅助管道，其中辅助管道被设置在沿着主管道31的纵 轴的不同位置处，并且其中后面的辅助管道在主管道31的对边汇合进主 管道31。饮料机15的蒸汽生成器16不一定要包括两个蒸汽套管17、 18,并 且管道系统30不一定要包括两个蒸汽进口 43。 44。还可能是蒸汽生成 器16只包括一个蒸汽套管，并且管道系统只包括一个蒸汽进口。在这种 情况下，可能具有一个连接到蒸汽进口的进口管道，其中这种进口管分 岔到辅助管道32、 33。在所示出的例子中，使用蒸汽来泵吸液体以及加热液体。还可能是， 仅出于加热液体的目的供应蒸汽。例如，可在第二辅助管道33与主管道 31的结合点的下游将蒸汽供应给主管道31,虽然其没有给泵吸作用做出 贡献，但是确实升高了所获得的液体和蒸汽的混合物的温度。通过这么 做，泵吸作用和加热功能可以单独地进行优化。通常，可以以获得泵吸作用的方式在至少 一个辅助流中供应流体， 并且可以在根本不具有泵吸效果的至少一个其他辅助流中供应流体，所 述流体被供应给主管道31中的流体并且具有加热或冷却主管道31中的 流体的功能。例如，在根据本发明的第一优选实施例的饮料制作单元1 的管道系统30中，对只导致主管道31中的流体的温度升高的蒸汽的供 应可以以通过与主管道31成直角的管道来供应蒸汽的形式来实现。在不 影响管道系统30中发生的泵吸过程的条件下，待制备的饮料的温度可以 通过使用 一个或多个这种附加的管道来进行优化。已经提到，空气管道34可以借助阀门19来关闭。在仅适用于制作 无泡热饮料目的的饮料制作单元1的替代性的实施例中，可以完全省去 空气管道34。替代所示出的阀门19,可提供其它装置用于给用户提供选择是制作发泡饮料还是无泡饮料。例如，可以是这样的情况，空气进口 45在常规 下是关闭的，其中饮料机15包括在需要的时候打开空气进口 45的装置。 在实际实施例中，空气进口 45可由箔片关闭，其中饮料机15包括像可 移动地/没置的针这样的用于刺穿箔片的装置。一次性套件10不一定要配备有盛放要在制备饮料的过程中使用的 液体的]i&液器20。还可能是饮料机15包括这种贮液器，其中主管道31 中的液体进口 42是可连接到该贮液器的，并且其中可在饮料机15中容 纳了套件10时建立主管道31与该贮液器之间打开的连通。此外，可使 用外部D3i液器，其甚至可以是盛放液体的硬纸盒，并且可使用软管使主 管道31与外部贮液器中的液体连通。原理上，有可能应用旨在供多次使用而不仅仅是单次使用的套件。 这种套件可与所示出的一次性套件10具有相同的设计。在套件包括贮液 器20的情况下，如此设置该贮液器20以致其是适于再装的，或者该贮 液器20包括适于供使用预定使用次数的液体量，其中该次数大于一。在 套件不具有贮液器20的情况下，由用户来决定在套件被丟弃前它将被使 用多少次。饮料机15 。丁被如此设置以致依赖于用户的选择来供应不同量的饮 料。例如，用户可选择单份量的饮料或双份量的饮料。在这种情况下， 一次性套件10中的贮液器20可包括双份量的液体，从而一次性套件10 适于针对制备单份量的饮料的目的而使用两次，或者针对制备双份量的 饮料的目的而使用一次。关于蒸汽生成器16,注意，饮料机15可以以公知的任何合适的方 式来包括用于盛放水的适于再装的水箱以及在饮料机15的操作期间用 于将水供应到蒸汽生成器16的供水装置。蒸汽生成器16还可以连接到 总水管。注意，在针对通过使用饮料制作单元l来制备饮料的目的使用 的一个或多个流体包括水的情况下，饮料制作单元1的管道系统30的一 个或多个相关进口也可连接到水箱或总水管。在本发明的范围内，在制备饮料的过程中不一定要使用一次性套件 10,尽管这种制备^l料的方式有重要的优点。这些优点之一是，所使用的液体和所获得的饮料仅接触一次性套件10的元件，从而饮料机15没 有被污染。在液体易于相对较快地变坏的情况下这尤为重要，例如当液 体包括牛奶时就是这种情况。具有被固定地设置在饮料机15中的饮料制作单元1是可以的。在这 种情况下，饮料机15可包括适于再装的贮液器，用于盛放液体。根据另 一可能性，提供诸如软管之类的合适的装置，用于使饮料制作单元l与 外部Dli液器中的液体连通。饮料机15也适于接纳盛放液体的一次性贮液 器。无论根据本发明的饮料制作单元1是否被固定地设置在饮料机15 中，饮料制作单元1的一个重要特征是，出于基于至少两种流体来制备 饮料的目的，至少两个包含所述流体之一的辅助流在不同位置处被供应 给包含另一个所述流体的主流。流体之一可以是液体而流体中的另一个 可以是蒸汽，其中蒸汽被用于加热液体。根据本发明的饮料制作单元1包括管道系统30。在本发明的范围内， 管道系统30的管道的数目以及这些管道的配置存在多种可能。管道系统 30可被设计成图1和图2中所示出的管道系统30，但是也可以是不同的 设计。下面，将参考图3-5解释多种其它可能的设计。为了清楚起见， 在操作期间出现在所示出的管道30中的流的方向借助图中的箭头来指 示。图3中，示出了根据本发明的第二优选实施例的饮料制作单元2的 管道系统30。与根据本发明的第一优选实施例的饮料制作单元1的管道系统30 相似，根据本发明的第二优选实施例的饮料制作单元2的管道系统30 包括主管道31、第一辅助管道32和第二辅助管道33。主管道31适于供 应第一流体和接纳第二流体，其中辅助管道32、 33 二者都适于供应第二 流体，并且纟皮设置成汇合进主管道31。注意，尽管这未在图3中示出，但是还可能在主管道31、第一辅助 管道32和第二辅助管道33之一中设置用于让空气进入的一个或多个进 口。在这种情况下，可供应空气用于形成泡沫的目的。此外，管道系统30可能包括超过两个的辅助管道32、 33用于供应第二液体。在操作期间在流发生的方向上，在主管道31的纵轴与每个辅助管道 32、 33的纵轴之间的角度e小于90°,其量级大约是25。到30。。第 一 流体可以是诸如牛奶或咖啡之类的液体而第二流体可以是蒸 汽。在饮料制作单元2的操作期间，第二流体用作泵吸流体。当从第一 辅助管道32供应第二流体时，由于动量从第二流体传递到第 一流体的缘 故，创建了局部负压力。在局部负压力的影响下，在主管道31中生成了 第一流体的流。在第二辅助管道33与主管道31的结合处，以类似的方 式获得了第二泵吸作用。最终，获得了第一流体和第二流体的流。在该 过程中，有可能各流体最初处于不同的温度，并且流体之一被用于加热 另一个流体。根据本发明的第二优选实施例的饮料制作单元2中的管道系统30 的重要特征是，辅助管道32、 33从不同侧，特别是从相对侧，汇合进主 管道31。此外，像根据本发明的第一优选实施例的饮料制作单元1的管 道系统30—样，辅助管道32、 33在沿主管道31的纵轴的不同位置处汇 合进主管道31。以这种方式，至少两个辅助管道32、 33存在于第一流 体和第二流体的混合过程中的改进效果得到更进一步增强。在本发明的范围内，可具有其中辅助管道32、 33在沿着主管道31 的纵轴的同 一位置处汇合进主管道31的管道系统30,其中辅助管道32 、 33从不同侧汇合进主管道31。然而，为了实现逐步地将第二流体供应到 第 一流体，特别是在主管道31的横截面面积具有相对较小的尺寸的情况 下，优选的是具有其中辅助管道32、 33在沿着主管道31的纵轴的不同 位置处汇合进主管道31的管道系统设计。在图4中，示出了根据本发明的第三优选实施例的饮料制作单元3 的管道系统30。像根据本发明的第二优选实施例的饮料制作单元2的管道系统30 一样，根据本发明的第三优选实施例的饮料制作单元3的管道系统30 包括主管道31、第一辅助管道32和第二辅助管道33。主管道31适于供 应第一流体和接纳第二流体，其中辅助管道32、 33 二者都适于供应第二流体，并且被设置成汇合进主管道31。注意，尽管这未在图4中示出，但是还可能在主管道31、第一辅助 管道32和第二辅助管道33之一中设置用于让空气进入的一个或多个进 口。在这种情况下，可供应空气用于形成泡沫的目的。此外，管道系统 30可能包括超过两个的辅助管道32、 33用于供应第二液体。主管道31包括在辅助管道32、33汇合进主管道31的位置处的两个 加宽的部分35、 36，此后其将被称为第一腔室35和第二腔室36。辅助 管道32、 33的连接到主管道31的末端部分37被节流。因此，管道系统 30适于让第二流体的流执行对第一流体的泵吸作用，从而不一定要具有 用于泵吸第一流体的单独的泵。特别地，管道系统适于基于文丘里原理 来让第二流体的流执行对第一流体的泵吸作用，根据文丘里原理，第一 流体在局部负压力的影响下被吸进腔室中，该局部负压力是通过连续地 引导第二流体通过节流并将该第二流体供应给腔室来获得的。在根据本发明的第三优选实施例的饮料制作单元3的操作期间，第 二流体被用于泵吸第一流体的目的，其中第一流体的流是在第二流体的 流的影响下获得的。特别地，在第一辅助管道32中，在第二流体进入第 一腔室35之前通过节流的末端部分37来给第二流体增压。在第一腔室 35中，创建了负压力，在该负压力的影响下第一流体被泵吸进第一腔室 35。此外，在第一腔室35中，第一流体和第二流体^皮混合。同样，在各 流体最初是处于不同温度的情况下，在第一腔室35中发生从较高温度的 流体到较低温度的流体的热量传递。在上游位置处，在第二辅助管道33中，在第二流体进入第二腔室 36之前通过节流的末端部分37来给第二流体增压。在第二腔室36中， 创建了负压力，在该负压力的影响下，在第一腔室35中获得的流体混合 物被泵吸进第二腔室36。此外，在第二腔室36中，由第二辅助管道33 供应的第二流体被添加到该混合物中，并且获得了第一流体和第二流体 的另一混合物。同样，在各流体最初是处于不同温度的情况下，在第一 腔室36中发生从较高温度的流体到较低温度的流体的热量传递。出于完整性的缘故，注意到为了获得第二流体的流对主管道31中的第一流体的流的有效泵吸作用，以相对于第一流体的流成90。的角度来 供应第二流体的流。泵吸过程是在两个步骤中执行的，其中第 一步骤在由第二辅助管道 32供应的第二流体的流的影响下发生在第 一辅助管道32与主管道31的 结合处，而其中第二步骤在由第二辅助管道33供应的第二流体的流的影 响下发生在第二辅助管道33与主管道31的结合处。分两个部分供应第二流体的优点是，实现了第 一 流体和第二流体的 更好且更快的混合。而且，在第二流体具有加热第一流体的功能的情况 下，第一流体的温度是逐渐升高的，其中有可能让第一流体达到接近其 沸点温度的温度，而没有任何局部煮沸第 一流体的危险。在所示出的例子中，主管道31是弯的，其结果是改进了混合过程和 热量传递过程。不过，主管道31也可以是直的。根据本发明的第一优选实施例的饮料制作单元1的管道系统30可被 看成串行设置的两个喷射器泵，其中每个喷射器泵包括主管道31和汇合 进主管道31的辅助管道32、 33。相同情况也适用于根据本发明的第二 优选实施例的饮料制作单元2的管道系统30。同样，根据本发明的第三 优选实施例的々大料制作单元3的管道系统30也可被看成串行设置的两个 文丘里泵，其中每个文丘里泵包括主管道31和汇合进主管道31的辅助 管道32、 33。已经提到，管道系统30可包括多于两个的辅助管道32、 33。换言之，可使用多于两个的串行设置的流体泵，其中各流体泵中的 辅助管道32、 33被用于供应相同流体。流体泵可以是相同的类型，但是 这不是必须的。例如，包括喷射器泵和文丘里泵的管道系统30也在本发 明的范围内，其中辅助管道32、 33用于供应相同流体。在图5中，示出了根据本发明的第四优选实施例的饮料制作单元4 的管道系统30。该管道系统30包括主管道31、两个供应管道38、 39 以及两对辅助管道32a、 32b、 33a、 33b，其中每对辅助管道32a、 32b、 33a、 33b被形成为像是供应管道38、 39的两个分岔，并且其中所有的 辅助管道32a、 32b、 33a、 33b汇合到主管道31。在所示出的例子中， 供应管道38、 39在主管道31的相对侧延伸，并且辅助管道32a、 32b、33a、 33b对也被设置在主管道31的相对侧。此外，各种辅助管道32a、 32b、 33a、 33b在沿着主管道31的纵轴的不同位置处汇合进主管道31 。 在本发明的范围内，与一个供应管道38、 39相关联的辅助管道32a、 32b、 33a、 33b的数目可以多于两个，并且具有至少两个分盆(辅助管 道32a、 32b、 33a、 33b)的供应管道38、 39的凄t目也可以多于两个。 虽然优选的是与不同供应管道38、 39相关联的辅助管道32a、 32b、 33a、 33b在主管道31的不同侧汇合进主管道31,但是在本发明的范围内这不 是必须的。主管道31适于供应流体以及通过辅助管道32a、 32b、 33a、 33b从 供应管道38、 39接纳一种或多种其它流体。供应管道38、 39二者都适 于供应流体，其中供应管道38、 39可用于输送不同流体的目的，或者用 于输送相同流体的目的。例如，主管道31用于供应诸如牛奶(无论是浓 缩的牛奶还是非浓缩牛奶)之类的液体，而供应管道38、 39二者用于供 应蒸汽。在这种情况下，在饮料制作单元4的操作期间，通过两对辅助 管道32a、 32b、 33a、 33b在四个地方将蒸汽供应给主管道31。在该过 程中，由于辅助管道32a、 32b、 33a、 33b的配置的原因，蒸汽被分为多 个部分在主管道31上的不同位置处进行供应，并且减少了局部煮沸液体 的危险，而同时增强了液体和蒸汽的混合过程。除了所示出的管道31、 32a、 32b、 33a、 33b、 38、 39之外，饮料制 作单元4的管道系统30还可包括至少一个空气管道用于让空气进入管道 系统30的这些其它管道31、 32a、 32b、 33a、 33b、 38、 39中的至少一 个，从而获得泡沫。根据本发明的第四优选实施例的饮料制作单元4的管道系统3 0适于 让辅助管道32a、 32b、 33a、 33b所供应的流体的流才艮据喷射器原理扭^亍 对主管道31所供应的流体的流的泵吸作用。为此，其中，辅助管道32a、 32b、 33a、 33b相对于主管道以角度e延伸，该角度e比90。小得多。在 本发明的范围内，还可具有包括主管道31、至少两个供应管道38、 39 和在供应管道38、 39与主管道31之间延伸的辅助管道32a、 32b、 33a、 33b的管道系统30,其中各种管道31、 32a、 32b、 33a、 33b、 38、 39的设计适于让辅助管道32a、 32b、 33a、 33b所供应的流体的流4安文丘里 原理执行对主管道31所供应的流体的流的泵吸作用。饮料制作单元4适于用在饮料机中，并且例如可以是一次性套件的 一部分。原理上，在供应管道38、 39二者都被用于输送相同流体的情况 下，套件可配备让该流体进入的单个进口。然而，根据另一选择，流体 包括两个进口，其中每个进口与供应管道38、 39相关联。后面这种选择 是优选的，因为在这种情况下套件的设计可以相对简单，其中套件中的 各种管道可相对较短并几乎没有弯曲。结果，套件的流动阻力可以较低， 热损失可以减小，并且可以通过辅助管道32a、 32b、 33a、 33b实现/人供 应管道38、 39平纟軒地供应流体到主管道31。优选地，适于容纳具有与 一个供应管道38相关联的一个进口以及具有与另 一供应管道39相关联 的另一进口的套件的饮料机包括两个出口 ，这两个出口可连接到套件的 这些进口 。所公开的饮料制作单元1-4适于应用在基于至少两种流体来制备各种饮料的过程中，其中这些饮料是热的还是冷的并不重要。本发明的一个重要方面是，至少一种流体被分为多个(不止一个)部分供应给另外的流体，以便确保这些流体的良好混合。在制备冷饮的过程中， 一种流体可用于冷却另一流体。在这种情况下，有利的是获得了各流体的良好混合物。在出于制备热饮的目的一种流体还具有加热另一流体的功能的情况下，实现了逐渐加热最初比另一流体温度低的流体，其中可将该 流体加热到接近其沸点温度的温度，而没有局部煮沸该流体的任何危险。像根据本发明的第三优选实施例的饮料制作单元3的管道系统30 中的主管道31 —样，所示出的其它饮料制作单元1、 2、 4中的管道系统 30中的主管道31也可以是弯曲的。主管道31的弯曲形状的优点是改善 了在主管道31中发生的混合过程和热量传递过程。在饮料制作单元1 - 4的管道系统30中，可设置进口用于让诸如可 可粉之类的干燥物质进入管道系统30。在这种情况下，制备饮料的过程 还涉及添加干燥物质。本领域的普通技术人员将清楚，本发明的范围不局限于上面所讨论的例子，而是在不偏离如所附权利要求所限定的本发明的范围的条件下 可以做出若干改正和修改。在上述内容中，其中，公开了一次性套件IO,其适于用在制备饮料的过程中。一次性套件10包括用于输送并混合至少两种流体的饮料制作 单元1。饮料制作单元1包括具有主管道31、汇合进主管道31的第一辅 助管道32以及也在与第一辅助管道32的位置不同的位置处也汇合进主 管道31的第二辅助管道33的管道系统30。在制备饮料的过程中，由主 管道31供应第一流体，而由辅助管道32、 33来供应第二流体的流。通 过这种方式，实现了以两个步骤来混合第二流体与第一流体。在第二流 体被用于加热第 一 流体的情况下，防止了局部煮沸第 一 流体。
权利要求
1.一种用于基于至少第一流体和第二流体来制备饮料的方法，包括以下步骤提供包含所述第一流体的主流和包含所述第二流体的第一辅助流；让包含所述第二流体的所述第一辅助流汇合进包含所述第一流体的所述主流；提供包含所述第二流体的至少一个另外的辅助流；以及让所述包含所述第二流体的至少一个另外的辅助流也汇合进包含所述第一流体的所述主流，其中包含所述第二流体的各辅助流在不同位置处汇合进包含所述第一流体的所述主流。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中包含所述第二流体的各辅助 流/人不同侧汇合进包含所述第 一 流体的所述主流。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中包含所述第二流体的各 辅助流在沿着所述主流的不同位置处汇合进包含所述第 一 流体的所述 主流。
4. 根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中所述第二 流体的温度不同于所述第 一 流体的温度。
5. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的方法，其中所述第一 流体包括液体，而其中所述第二流体包括蒸汽。
6. 根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法，其中让空气进 入下述中的至少一个包含所述第一流体的所述主流以及包含所述第二 流体的各辅助流。
7. 根据权利要求1至6中的任意一项所述的方法，其中提供了一 种管道系统(30),并且其中所提及的这些流发生在所述管道系统(30) 的管道(31, 32, 33 )中。
8. 才艮据权利要求1至7中的任意一项所述的方法，其中在包含所 述第二流体的各辅助流中的至少 一个的影响下通过创建局部负压力来 生成包含所述第一流体的所述主流，其中所述局部负压力是通过允许将 动量从包含所述第二流体的所述辅助流传递到包含所述第 一流体的所述主流来获得的。
9. 根据权利要求1至7中的任意一项所述的方法，其中在包含所 述第二流体的各辅助流中的至少一个的影响下通过创建局部负压力来 生成包含所述第一流体的所述主流，其中所述局部负压力是通过在让包 含所述第二流体的所述辅助流汇合进包含所述第一流体的所述主流之 前节流包含所述第二流体的所述辅助流来获得的。
10. 根据权利要求8或9所述的方法，在引用权利要求4的情况下， 其中包含所述第二流体的各辅助流中的至少一个被仅应用于与包含所 述第一流体的所述主流交换热量的目的。
11. 一种供用在饮料机(15)中的饮料制作单元(1， 2, 3, 4)， 包括适于根据如权利要求1至10中的任何一项所述的方法将至少两种 流体输送到所述饮料机(15 )的出口并且将各流体结合起来以便制备饮 料的管道系统(30)。
12. 根据权利要求11所述的饮料制作单元(1， 2, 3， 4),其中所 述管道系统(30)包括主管道(31 )以及在所述主管道(31 )上的不同 位置处汇合进所述主管道(31 )的至少两个辅助管道(32, 32a, 32b, 33， 33a, 33b)。
13. 根据权利要求12所述的饮料制作单元(2， 4)，其中所述辅助 管道(32, 32a, 32b, 33, 33a, 33b)在所述主管道(31 )的不同侧汇 合进所述主管道(31)。
14. 根据权利要求12或13所述的饮料制作单元(1, 2, 3， 4)， 其中所述辅助管道(32, 32a, 32b, 33, 33a, 33b)在沿着所述主管道(31)的纵轴的不同位置处汇合进所述主管道(31)。
15. 根据权利要求12至14中的任意一项所述的饮料制作单元(1， 2， 4)，其中所述辅助管道(32, 32a, 32b, 33， 33a, 33b)中的至少 一个的纵轴在所述辅助管道(32, 32a, 32b， 33， 33a, 33b)汇合进所 述主管道(31)的位置处以相对于所述主管道(31)的纵轴成小于90° 的角度(e)进行延伸，并且其中在该位置与所述管道系统(30)的出 口 (41 )之间延伸的主管道(31 )部分在其长度上具有恒定的横截面面积。
16. 根据权利要求12至15中的任何一项所述的饮料制作单元(3 ), 其中所述辅助管道(32, 33 )中的至少一个的末端部分(37)被节流， 该辅助管道(32, 33 )通过所述末端部分(37 )连接到所述主管道(31 ), 并且其中该辅助管道(32, 33 )汇合进其中的主管道(31)部分(35, 36) -陂加宽。
17. 根据权利要求12至16中的任何一项所述的饮料制作单元(1, 2， 4)，其中所述辅助管道(32, 32a, 32b， 33, 33a, 33b)的一黄截面 面积小于所述主管道(31)的横截面面积。
18. 根据权利要求12至17中的任何一项所述的饮料制作单元(1， 2, 3),其中所述主管道(31)的进口 (42)可连接到用于供应液体的 供应装置(20， 21),并且其中所述辅助管道(32， 33)的进口 (43, 44)可连接到用于供应蒸汽的供应装置(16， 17， 18)。
19. 根据权利要求12至17中的任何一项所述的饮料制作单元(4), 其中所述管道系统(30)还包括至少一个供应管道(38， 39),其连接 到至少两个辅助管道(32a, 32b, 33a, 33b)。
20. 根据权利要求19所述的饮料制作单元(4)，其中所述主管道 (31)的进口 (42)可连接到用于供应液体的供应装置(20, 21)，并且其中所述供应管道(38， 39)的进口可连接到用于供应蒸汽的供应装 置(16, 17, 18)。
21. 根据权利要求12至20中的任何一项所述的饮料制作单元(1, 2， 3, 4),其中所述管道系统(30)还包括汇合进所述管道系统(30) 的其它管道(31， 32, 32a， 32b， 33, 33a, 33b， 38, 39)之一的空气 管道(34)。
22. —种供用在饮料机(15)中的一次性套件(10)，包括根据权 利要求11至21中的任何一项所述的饮料制作单元(1， 2， 3, 4)。
23. 根据权利要求22所述的一次性套件(10)，包括至少两个进口 (43, 44),用于让蒸汽进入所述饮料制作单元(1， 2， 3, 4)的管道系统(30)。
24. 根据权利要求22或23所述的一次性套件(10),还包括盛放 液体的至少一个]^液器(20)。
25. —种饮料机(15),包括根据权利要求11至21中的任何一项 所述的饮料制作单元(l, 2, 3, 4),其中所述饮料制作单元(1， 2, 3， 4)是所述饮料机(15)的组成部分。
26. 根据权利要求25所述的饮料机(15)，还包括用于供应流体的 装置(16),其中这些装置(16)连接到所述饮料制作单元(1, 2， 3, 4)的管道系统(30)中的至少两个进口 (43, 44)。
27. —种饮料机(15 ),包括用于接纳根据权利要求22至24中的 任何一项所述的一次性套件(10)的空间。
28. 根据权利要27求所述的饮料机(15 ),还包括用于供应流体的 装置(16),其中当在适当的空间中容纳了一次性套件(10)时，这些 装置(16)可连接到所述一次性套件(10)的饮料制作单元(1, 2, 3, 4)的管道系统(30)的至少两个进口 (43, 44)。
全文摘要
用在基于至少两种流体制备饮料的过程中的饮料制作单元。一种适于在制备饮料的过程中使用的一次性套件(10)包括饮料制作单元(1)。该饮料制作单元(1)的管道系统(30)具有主管道(31)、汇合进主管道(31)的第一辅助管道(32)以及在与第一辅助管道(32)相比的不同位置处也汇合进主管道(31)的第二辅助管道(33)。在制备饮料的过程中，第一流体由主管道(31)来供应，而第二流体的流由辅助管道(32，33)来供应。通过这种方式，实现了分两个步骤混合第二流体和第一流体。在第二流体被用于加热第一流体的情况下，防止了局部地煮沸第一流体。
文档编号B65D81/00GK101277873SQ200680036227
公开日2008年10月1日 申请日期2006年9月26日 优先权日2005年9月30日
发明者F·弗雷, J·努尔德休伊斯, M·C·汉森, P·C·杜因埃维尔德 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司