专利名称：饮料生产设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种饮料生产设备，其用于从提供给该设备的饮料配料制备饮料。更 具体地，本发明涉及这样一种设备，所述设备包括饮料生产室，在所述饮料生产室中液体与 所述饮料配料相互作用，所述饮料配料特别地以预定份额的形式装在封闭胶囊中。
背景技术：
特别是在生产茶、咖啡或者咖啡类饮料的领域中，通过例如将加压流体注入胶囊 来制备饮料的设备是公知的。另外，也可提取或溶解其它物质诸如巧克力或者牛奶产品以 形成饮料。这种系统的优点特别在于配料的保存和新鲜，以及能够有助于在制备饮料时的 操作。应理解，为了利用装在例如胶囊内的配料制备饮料，在胶囊内液体与配料之间的 相互作用可以是例如溶解、提取、煮泡或者任何其它的相互作用。这种胶囊从专利文献WO 2007/042414 Al和WO 2008/025730 Al已知，其主要包括由外壳或者壳体限定的封壳以及 过滤装置。例如，当在这种设备中制备茶时，由于输送至胶囊的液体(例如水)中存在空气而 可能导致问题。所述空气主要来自于水的加热，所述加热由设在用于将液体供应至设备的 饮料生产室的供应装置中的加热器执行。在液体(水)温度一旦达到大约70°C时就会出现 空气或者气泡。从而，所述空气随液体引入胶囊内，但是趋向于并不穿过如上所述设在胶囊 内部的过滤装置(通常为纸过滤器)。由于在制备例如茶时存在的低压水流中，没有对水以 及待煮泡的产品(饮料配料例如粉末)进行很大的搅动，所以气泡能从液体中分离出来，慢 慢升至饮料生产室(例如胶囊)的顶部并停留在胶囊内部的过滤器后面。只要向胶囊内注 入水则所述气泡的体积就增大。然而，所述体积可能大到以至于例如茶叶不再被适当地浸 没在液体(水)内，从而不能充分地提取茶。
发明内容
鉴于上述缺陷提出了本发明，本发明的目的在于提供一种饮料生产设备，其能够 减少在用于提取饮料配料的液体中的空气量。根据本发明的第一方面，提供一种饮料生产设备，包括设计成使液体与装于胶囊 内的饮料配料相互作用的饮料生产室；用于将液体供应至所述饮料生产室的液体供应装 置；设在所述液体供应装置中的用于加热液体的加热装置；以及设在所述液体供应装置中 并位于所述加热装置之后的空气分离室，所述空气分离室用于分离包含在液体中的任何空 气或其它气体。所述空气分离室包括用于将液体引入所述空气分离室的入口 ；用于削减 通过入口引入的液体的动能的装置；通过所述用于削减动能的装置与入口隔开的液体出 口，所述液体出口用于从所述空气分离室排出液体；以及也通过所述用于削减动能的装置 与入口隔开的空气出口，所述空气出口用于从所述空气分离室排出空气。利用上述特征，当液体进入空气分离室时液体流速有效降低。因此，能够通过减小液体流速，使空气或气体不会由于液体的流速而被液体携带，因而空气能够升高以通过空 气出口排出，实现了空气从加热液体的分离。根据本发明的第一实施方式，用于削减通过入口引入的液体的动能的装置为多孔 壁。所述多孔壁可在空气分离室内形成多孔室。按照一个优选的方式，所述多孔室为柱形。 多孔壁可以是滤筛或者过滤器。利用上述特征，由于空气陷附于多孔壁的网孔中从而能容 易地升至空气分离室的上部，在该处空气能通过空气出口排出，而无气的液体能通过液体 出口排出，因此能够容易地减少加热液体中的空气量。由于气体陷附于所述滤筛或者过滤器元件的网孔中，因而可以使用具有常规材料 的简单元件从加热液体分离空气或者其它气体。优选地，多孔壁在空气分离室内形成多孔 室。为了将液体出口和空气出口通过多孔壁与入口隔开，所述多孔壁优选地设在空气分离 室内，以便所述多孔壁在空气分离室内环绕液体入口从而形成多孔室。所述多孔室可以为 任何形状，优选为柱形，其基部为空气分离室侧壁的围绕液体入口的部分。优选地，空气分 离室的纵轴线与多孔室的纵轴线基本上对齐。液体入口可设在对应于空气分离室和多孔室 的纵轴线的空气分离室的侧壁的基本中心位置。利用上述特征，液体能均勻流入空气分离 室并且液体能在空气分离室内均等分布。所述多孔室可相对于水平轴线倾斜，其纵轴线根据流动方向抬升。利用所述特征， 由于空气能容易地上升至空气分离室的最高部而液体能简单地从空气分离室的下部排出， 因此能够容易地实现空气和液体的分离。空气分离室优选地具有足以减缓进入空气分离室的液体流动的容积。为此，优选 地，入口的截面面积与空气分离室的截面面积之比至少为1 10，优选至少为1 100。在 入口或者在空气分离室内所述截面基本上垂直于液体流动方向。根据第二优选实施方式，用于削减通过入口引入的液体的动能的装置可以是用于 改变液体方向的装置。优选地，用于削减通过入口引入的液体的动能的装置将液体流动路 径的方向改变至液体的相反方向至少两次。液体流动路径的方向朝相反方向的这种改变意 味着，液体流动方向基本上改变大约180°的角度。更优选地，通过用于削减液体动能的装 置的特定设计来完成朝液体流动路径的相反方向的至少两次改变。因而，能有效降低流速。 这种装置可优选地在挡板装置或迷宫装置流动路径之间选择。优选地，每次通过所述用于 削减液体动能的装置改变液体流动路径的方向时，通过所述装置的流体截面增大。根据所述优选实施方式，用于削减液体动能的装置为由至少三个同心布置的柱形 件形成的迷宫装置，所述柱形件设计成迫使由入口提供的液体从迷宫装置的中心部迂回曲 折地流至迷宫装置的边缘部分。所述柱形件可布置为在所述柱形件之间形成至少两个间隙 空间。优选地，柱形件之间的间隙空间从迷宫装置的中心向边缘部分逐渐增大。优选地，更 大的柱形件通过位于所述更大的柱形件上部的孔口连接至迷宫装置的边缘部分。迷宫装置 的边缘部分的上部优选地连接至空气出口，迷宫装置的边缘部分的下部连接至液体出口。根据本发明的一个优选方面，所述液体出口设有第一阀。利用所述阀，使所述阀打 开的压力值可设为供应至饮料生产室以进行饮料生产的液体所需的液压。因此，可省略在 饮料生产室之前的液体供应装置中的附加的背压阀。根据本发明的另一优选方面，所述空气出口设有第二阀。利用所述阀，能实现充分 的除气作用，同时任何液体都不会通过所述阀漏出。
优选地，用于打开第一阀的压力值大于用于打开第二阀的压力值。则在液体从空 气分离室排出之前已经完成除气作用。因此，分离的空气与无气液体再次混合的风险降低， 从而供应至饮料生产室的液体仅包含最少量的空气或其它气体。用于打开第一阀的压力值 可至少为0. 2巴，优选地至少为0.4巴。因此，液体以适当的压力供应至饮料生产室以用于 饮料生产。所述空气出口通常相对于水平面设在高于液体出口的位置。因此，一旦空气已经 被分离，则防止空气与无气的液体再次混合。这通过将空气出口布置成高于液体出口来实 现，由于空气比液体(例如水)轻，从而可上升至空气分离室的上部，在该处空气能容易地 从空气分离室排出，而液体能通过位于较低位置的液体出口排出。优选地，空气出口相对于 饮料生产设备设在空气分离室的最高垂直位置。利用所述特征，由于空气上升至空气分离 室的最上部，因此能够从空气分离室充分排出空气。液体出口可设在空气分离室的入口侧 壁处。利用该特征，使液体远离了空气出口侧，特别是在空气分离室倾斜时。通常，所述入口连接至加热装置，所述液体出口连接至饮料生产室，而所述空气出 口连接至废物室或者通气装置。则所述空气分离室能容易地用在常规的饮料生产设备中以 制备例如茶。在另一优选实施方式中，空气分离室还可包括附加的液体出口，所述附加的液体 出口配备有设计成排出低于预定温度的液体的阀。优选地，所述附加的液体出口设在空气 分离室的最下部。空气分离室优选地包括两个水出口，其中之一设有已提及的第一阀以使 预定压力的水能排出。第二水出口优选地设在第一水出口附近。从而，所述第二水出口优选 地使水能够在其温度低于制备饮料所需温度的情况下进行再循环。第二水出口优选地配备 有用于控制水通过第二水出口排出的阀。优选地，在第二水出口设有双向电子阀，只要水温 低于制备饮料所需的温度则所述电子阀就保持在打开状态。为测量空气分离室内的水温， 可设置专用温度传感器，其优选地连接至所述双向电子阀或者与所述双向电子阀相连的控 制单元。温度传感器可以是设在空气分离室中的、适于测量分离室内存在的液体的温度的 任何内部或外部装置。从所述第二水出口排出的水返回进入空气分离室上游的供水装置。 优选地，从所述第二水出口排出的水返回进入空气分离室的供水装置。据此，如果水温未高 到足以制备饮料，则第二水出口使排出的水能够返回至空气分离室的上游侧。一旦水达到 预定温度，则第二水出口的阀关闭。因而，空气分离室出口处的水压升高，并且在达到第一 水出口的阀的打开压力时所述阀打开。在第一实施方式中，液体出口优选地相对于空气分离室的纵轴线从入口沿径向偏 移。因此，液体出口能容易地设在空气分离室中而不与例如入口发生干涉。此外，在第一实 施方式中，液体出口优选地相对于饮料生产设备设在多孔室的下部多孔表面之下。因此，由 于液体诸如水重于空气，从而液体在相对于饮料生产设备的垂直方向上聚积于空气分离室 的底部而空气聚积于空气分离室的顶部，所以无气的液体由于重力作用能容易地从空气分 离室排出以供应至饮料生产室。在第二实施方式中，液体出口优选地设在迷宫装置或者挡板装置的一个部分处， 所述部分相对于迷宫装置或者挡板装置基本上位于空气出口之下。从而，在利用迷宫装置 或者挡板装置削减动能之后，聚积于迷宫装置或者挡板装置的较高部分处的空气能通过空 气出口排出。而且，聚积于迷宫装置或者挡板装置底部的无气的液体能通过液体出口排出。
所述空气出口通常优选地设在与空气分离室的液体入口和出口侧相对的一侧。利 用所述特征，空气出口与液体出口相互最远地隔开，从而空气一旦分离之后基本不可能与 无气的液体再次混合。本发明还涉及一种通过上述空气分离装置从加热的液体中分离空气的方法。
当结合附图阅读以下对本发明的各实施方式的详细说明时，本发明的其它特征、 优点和目的对于本领域技术人员将是显而易见的，其中图1为根据本发明的饮料生产设备的示意图；图2以顶部透视图示出根据本发明的第一实施方式的饮料生产设备的空气分离装置；图3以剖面侧视图示出根据本发明的空气分离装置的第二优选实施方式；以及图4示出包括根据图3的空气分离装置的饮料生产设备的示意图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的一个优选实施方式的饮料生产设备1。在所述优选实施方 式中，用于制备饮料的饮料配料T封装于胶囊20或类似物中，所示胶囊20也称为饮料生产 室，其被保持在包括操纵构件3、4的操纵装置2内。所述胶囊主要包括封壳21，该封壳21 容纳诸如茶叶这类的饮料配料T。封壳21优选地由杯形壳体22和过滤壁23界定。所述胶 囊优选地由气密地封闭封壳21的密封壁对封闭。胶囊20还可包括盖25，其也附接至壳体 22并叠置于密封壁M之上。盖25形成内部通道沈，该内部通道沈在其侧端处终止于出 口 27。盖25优选地设有形式为预先限定的孔或者弱化区或可破裂区的刺穿指示装置。饮料生产设备1还可包括用于在封壳21的溢流位置对密封壁M穿孔的装置P。 如图1所示，可以在围绕胶囊20关闭操纵构件3、4之后启动穿孔装置P。可通过刺穿指示 装置例如直径稍大于穿孔装置P的孔来迫使或者引导穿孔装置P穿过盖25。穿孔装置P在 刺穿时可与密封壁M接合以形成溢流孔口，然后穿孔装置P远离溢流孔口缩回从而使所述 孔口完全打开。穿孔装置P可由电磁的或者任何其它同等的驱动装置驱动，甚至可以手动 驱动。尽管有上述说明，但胶囊20不局限于任何尺寸或者设计，并且也可以使用包括过 滤元件的任何其它已知的饮料配料存储装置或者饮料生产室，以便通过利用加热的液体 (优选为加热的低压液体)提取饮料配料来制备饮料。在下文中，液体代表用于饮料生产设 备中的所有种类的液体，例如水。根据所述实施方式的饮料生产设备1还包括诸如为水箱的液体容器5、液体泵6、 诸如为加热器的加热装置7、以及也称为液体供应装置的液体供应管路8。如本领域已知 的，饮料生产设备1还可包括控制器和用户界面板(未示出)以管理饮料制备循环。此外， 可设置背压阀9以降低饮料生产室20的入口侧或者注入构件10处的压力。注入构件10 优选地可为针或者叶片以及液体入口。可用低压泵代替背压阀9以输送低压流体。特别地，液体供应装置8优选地包括热液体供应管路11，所述热液体供应管路11 置于加热装置7和饮料生产室20之间，用于将热液体供应到饮料生产室20内以制备/提取饮料。在热液体供应管路11中设有空气分离装置30，也称为空气分离室，其优选地将热 液体供应管路11分为第一管路12和第二管路13，所述第一管路12将包含空气的热液体输 送至空气分离室30，所述第二管路13将不含空气的热液体供应至饮料生产室20。稍后将 说明空气分离室30及其功能。第二管路13优选地连接至空气分离室30，更优选地经由第一阀31连接至所述空 气分离室。第一阀31可以是用于这种饮料生产设备中的任何已知的阀类型，例如止回阀。 所述阀优选地设计为在预定的阈值压力下打开。用于打开第一阀31的所述阈值压力可例 如为至少0.2巴，更优选地为至少0.4巴。因此，液体以适当的压力供应至饮料生产室20 以用于饮料生产，且可以省略背压阀9。饮料生产设备1还优选地包括空气出口管路14，用于将空气从空气分离室30输送 至废物室15和/或通气装置16。必须指出，术语“空气”替代性地用于任何类型的气体，而 不局限于空气。空气出口管路14优选地连接至空气分离室30，更优选地经由第二阀32连 接至所述空气分离室。第二阀32设计为使得当所述阀32前面存在空气时保持打开，但是 在有液体出现的情况下所述阀32立即关闭。这种阀类型在现有技术中是公知的(参考WO 02/088580 Al)，并且提供了充分的除气作用而不会使任何液体通过所述阀漏出。在本发明 的一个优选实施方式中，用于打开第一阀31的压力值大于用于打开第二阀32的压力值，从 而能够在液体从空气分离室30排出之前已经完成除气作用。因此，降低了已分离的空气与 无气的液体再次混合的风险，从而供应至饮料生产室的液体包含最少量的空气。以下将参考图2说明空气分离室30。根据图2所示的第一优选实施方式，空气分离室30优选地包括具有柱形但又不局 限于此形状的外壳33。空气分离室30优选地还具有入口孔34，其与连接至第一管路12 从而连接至加热装置7的入口 35相连；液体出口孔36，其与连接至第二管路13从而连接至 饮料生产室20的液体出口 37相连；以及，空气出口孔38，其与连接至空气出口管路14从 而连接至废物室15或者通气装置16的空气出口 39相连。第一阀31优选地置于空气分离 室30和液体出口 37之间，但是也可置于第二管路13的下游。第二阀32优选地附装到空 气分离室30并位于空气分离室30的空气出口孔38与空气出口 39之间。由于没有任何液 体可进入空气出口 39而且没有空气可进入液体出口 37，因此能够实现合适的除气作用。在空气分离室30内设有用于削减通过入口 35引入的液体的动能的装置。在图2 所示的所述优选实施方式中，用于削减通过入口 35引入的液体的动能的所述装置为壁40， 以下也称为多孔壁。可选地或者附加地，用于削减通过入口 35引入的液体的动能的所述装 置也可以是用于改变液体方向的装置，例如图3所示的挡板装置或者迷宫装置。然而，壁40优选地从空气分离室30的侧壁SW延伸至空气分离室30的内部。侧 壁SW优选地为所述优选为柱形的空气分离室30的顶壁或者底壁之一。液体出口 37和空 气出口 39通过所述多孔壁40与入口 35隔离开。因此，多孔壁40优选地置于空气分离室 30之内，以便围绕所述入口孔34。因此，空气分离室30优选地分成至少两部分即，与入口 35相连的第一空间41 ；以及与液体出口 37和空气出口 39相连的第二空间42。从而，壁40 内的第一空间41优选地由壁40和空气分离室30的侧壁SW界定。第二空间42设于壁40 的外侧与空气分离室30(即外壳33)之间。
壁40优选地由多孔材料制成，所述多孔材料可为适于输送食品的各种材料中的 任何一种，例如但不局限于塑料薄片、无纺聚酯纤维、聚丙烯、聚乙烯、纸材、烧结材料、以及 所述材料的组合。从而，多孔壁40用作滤筛或者过滤元件，通过使包含于加热液体中的空 气或者其它气体陷附在壁40的多孔材料或者网孔中，使得所述空气或者其它气体能够简 单地从所述液体中滤出。壁40的多孔材料优选地还可设计为产生轻微的阻力，这使得第一空间41中的压 力能够均勻化并使得流动在壁40的所有表面上均等地重新分布。壁40优选地在空气分离室30内形成围绕第一空间41的多孔室41，如图2中虚线 所示。术语“多孔室”限定为包括多孔壁的室41。多孔室41可为任意形状。多孔室41优 选地为柱体，或者具有基本为柱形的主体部40a以及在侧壁SW的相对端的半球端部40b的 钟形。所述多孔壁的基部是空气分离室侧壁SW的围绕出口 35的部分。从而，由于陷附于 多孔壁40的网孔中的气体能够简单地从液体分离，并且由于壁40的钟形形状使得空气能 容易地聚集在一起形成大气泡，所述气泡不再能被壁40的网孔保持从而能容易地上升至 空气分离室30的垂直最高点，因此，增强了空气或者其它气体从加热液体的分离。在一个优选实施方式中，空气分离室30的纵轴线LC与优选为钟形或柱形的壁40 或者多孔室41的纵轴线LW基本对齐。因此，能够使液体均勻流入空气分离室30，并使液体 在空气分离室30内均等分布。如上所述，第一空间41优选地经由入口孔34连接至入口 35，所述入口孔34优选 地设在空气分离室30的侧壁SW中，用于将由加热装置7加热的热液体引入壁40。从而， 入口孔34优选地设在对应于空气分离室30和多孔室41的纵轴线LC、LW的空气分离室30 的侧壁SW的基本中心位置，以用于改善液体向第一空间41的均勻流入，并且，这通过使空 气分离室30与壁40或者多孔室41对齐而进一步改善。所述液体入口可设在对应于所述 空气分离室和所述多孔室的纵轴线的所述空气分离室的侧壁的基本中心位置。第二空间42优选地经由液体出口孔36连接至液体出口 37，以用于从空气分离室 30排出液体，所述第二空间42还经由空气出口孔38连接至空气出口 39，以用于从空气分 离室30排出空气。在一个优选实施方式中，液体出口 37设置在位于空气分离室30的侧壁 Sff处的入口侧。另外，空气出口 39优选地设置在与液体出口侧相对的空气分离室30的一 侧。因此，由于空气在相对于侧壁SW中的液体出口 37的空气分离室30的远端排出，所以 增强了空气和液体的分离，并且空气一旦已从液体中分离并进入第二空间42，则不会与液 体再次混合。空气出口 39或者空气出口孔38优选地相对于水平面布置在高于液体出口 37或 者液体出口孔36的位置上。优选地，液体出口 37相对于水平面布置成低于壁40的下表 面，而空气出口 39相对于水平面布置成高于壁40的上表面。在本发明一个最优选的实施 方式中，液体出口 37布置在相对于饮料生产室1的空气分离室30的最下部(即，最低垂直 位置)，空气出口 39布置在相对于饮料生产室1的空气分离室30的最上部(即，最高垂直 位置)。因此，由于空气轻于所用的液体(例如，水)，空气聚积于第二空间42中的空气分 离室30的最高部，从而邻近空气出口孔38，从该空气出口孔38处空气能够容易地通过第二 阀32排出，而在相对于空气出口孔38的空气分离室30的远端处，不含气的液体能够通过 第一阀31排出，从而空气和液体不会再次混合，并且液体仅包含最少量的空气。
可选地或者额外地，至少空气分离室30内的多孔室41 (或者更好地其纵轴线LW) 或者空气分离室30与多孔室41 一起可优选地相对于水平面倾斜角度α (参看图1)，从而 入口 35布置在倾斜的多孔室41的下侧，因而相对于多孔室41的半球形端部40b和空气出 口 39处于下部位置。在特定的实施方式中，壁40或者多孔室41相对于饮料生产设备1处 于竖直位置，即角度α等于90°，并且入口 35布置在空气分离室30的底部，从而侧壁SW 形成空气分离室30的底部，而空气出口 39布置在所述空气分离室30的顶部。因此，由于 空气能够容易地向上升至空气分离室30的最高部而液体能够简单地从空气分离室30的底 部(侧壁SW)排出，并且空气在第二空间42中距离液体出口 37最远，所以能够容易地实现 空气或者气体与液体的分离。此外，由于气泡能容易地滑至壁40的顶部并在该处容易地形 成大气泡，因此当空气或者气体陷附于壁40的网孔中时，空气或者气体之间的聚结得以增 强，并且，由于多孔室41的顶端部40b的优选的半球形状，形成的所述大气泡易于从壁40 脱离，从而能升至空气分离室30的最高垂直位置。入口 35的截面面积和多孔壁40或者多孔室41或者空气分离室30的截面面积之 比优选为至少1 10，更优选为至少1 100，从而当液体进入第一空间41时液体流速产生 有效的降低。在入口 35或者在空气分离室30中，所述截面基本垂直于液体流动方向。在 一个优选的实施方式中，入口管直径为2毫米(面积为3. 15平方毫米)，而多孔壁40具有 的截面面积至少为500平方毫米。然而，本发明并不局限于此。因此，空气分离室30优选 地具有足以减缓进入空气分离室30的液体流动的容积。从而，利用所述特征能够降低液体 流速，使得空气不会由于液体的流速而被液体携带，因而空气(气泡)能够上升以便随后陷 附于壁40的网孔中并在该处悬附在多孔表面上。一旦空气发生陷附，则空气聚集形成大气 泡，然后所述大气泡上升至邻近空气出口 39的外壳的最上部并随后从此处排出。因此，由 于液体流速降低，空气从加热液体的分离进一步加强。必须指出，所述比率必须这样大，即， 使得能实现的液体流速的降低足以使气体通过利用上述的多孔壁40从液体中分离出来。接下来将参考图2的第一实施方式说明在根据本发明的饮料生产设备1中从液体 分离空气的一种方法，但是该方法也适用于附图3的第二实施方式。将装于液体容器5中的液体利用液体泵6进行泵送，通过将液体加热至优选温度 的加热装置7并经由液体供应装置8。随后，加热液体进而通过液体供应装置8的热液体 供应管路11的第一管路12供应至空气分离室30的入口 35。然后液体通过形成于所述空 气分离室30中的入口孔34进入第一空间41，所述第一空间41由在空气分离室30内形成 多孔室41的多孔壁40和侧壁SW界定。当包含空气的液体进入所述第一空间41、即多孔 室41时，优选地经由用于削减通过所述入口 35引入的液体的动能的装置来降低所述液体 的流速。优选地，通过使入口 35的截面面积与多孔室41或者空气分离室30的截面面积之 比至少为1 10，优选地至少为1 100，来实现这种减速。然而，用于削减通过所述入口 引入的液体的动能的装置也可以是用于改变液体的方向的装置，例如图3所示的挡板或者 迷宫式流道。由于液体流速降低，空气气泡能够上升至壁40或者多孔室41的上表面，并能 够通过陷附于壁40的材料中而从液体中分离出来。在由多孔室41或者壁40形成的第一空间41和第二空间42之间的边界或者界面 处，气泡陷附于类似过滤器的多孔壁40的网孔中。随着时间的推移，空气或者气体的气泡 聚集在一起形成大气泡，所述大气泡不再能被壁40的网孔保持。因此，多孔室41优选地具有钟形的形状，这是因为空气或气体能够容易地在壁40上滑至其渐缩的顶端部40b，在此 处所述空气或气体能够容易地形成如上所述易于从壁40脱离的大气泡。然后，该气泡在第 二空间42内上升至空气分离室30的最高垂直点，在一个优选的实施方式中，在第二空间42 内，空气出口阀32位于空气出口孔34处。同时，液体通过多孔壁40涌出第一空间41进入在壁40和空气分离室30(即，外 壳3 之间的第二空间42，由于空气或者气体完全陷附于壁40的网孔中并随后上升至空气 分离室30的最高部，所以第二空间42中的液体不含任何空气气泡。从而，除了在空气出口 39 (阀32)附近之外，第二空间42、即空气分离室30和壁40之间的空间，充满不含空气气 泡的液体。在一个优选实施方式中，当空气分离室30内的压力超过预定压力值-其小于用于 打开第一阀31的压力值-时，第二阀32打开，空气气泡从空气分离室30排出。在此期间， 每当空气出口 39处出现液体时第二阀32就关闭，从而总是能实现充分的除气作用而不损 失液体。随后，通过第二阀32从第二空间42排出的空气优选地供应到饮料生产设备1的 周围环境中。当空气分离室30内的压力超过用于打开第一阀31的预定压力值时，包含在空气 分离室30的第二空间42中的液体(不含空气)通过液体出口 37排出。由于空气出口孔 38优选地设在高于液体出口孔36的位置，空气能够充分地从液体分离，从而，通过液体出 口 37从空气分离室30排出的、用于饮料生产室20中的饮料制备的液体不包含或者不显著 地包含空气或者其它气体。当压力降至用于打开第一阀31的阈值压力以下时，所述第一阀31再次关闭，直至 压力再次超过阈值压力。随后，不含空气的液体通过第二管路13供应至饮料生产设备1的饮料生产室20， 并经由注入构件10注入饮料生产室20。在饮料生产室20中，通过利用饮料生产室20中的 无气液体提取饮料配料T来制备饮料。由于液体(例如水)中不含空气或者仅包含最少量 的空气，因此在饮料生产室20内的过滤壁23后面未滞留空气或气体或者未滞留大量的空 气或气体，使得饮料配料T始终很好地浸没于液体内，从而诸如茶等饮料能够充分地从饮 料配料例如茶叶中提取出来。以下，将参考图3和图4说明根据本发明的空气分离室30的第二优选实施方式。 在图3中，空气分离室30示为在饮料制备机内定向成相对于水平面倾斜，以增强气泡从加 热的水的排出。从图3中可见，空气分离室30基本上为柱形，其中，所述分离室30的内部形成为 迷宫装置阳。从而，热水通过水入口 35供应至迷宫装置55的中心部M。所述迷宫装置由 从空气分离室30的平面50、51延伸的至少三个接合的柱形件46、47、48形成。平面50、51 优选地布置为基本垂直于空气分离室30、特别是迷宫装置55的纵向中心轴线。所述三个接 合的柱形件46、47、48具有的长度小于平面50与51之间的距离，并且布置为朝向食品，从 而到达一个柱形件-例如柱形件46-端部的水能够进入随后的较大的柱形件，例如柱形件 47，并环流通过所述较大的柱形件。更大的柱形件48优选地通过位于其上部的孔口 481与 迷宫装置的边缘部分流体连接，以加强气体与水的分离。液体入口 35优选地连接至内径为、的内部柱形件46。迷宫装置55的中心部可包括置于内部柱形件46与第二柱形件47之间的挡板M。所述挡板优选地设计为将入口 35提供的液体偏转至内部柱形件46与第二柱形件47之间的间隙空间t2。所述间隙空间t2 与设在第二柱形件47和第三柱形件48之间的间隙空间t3流体连接。从而，间隙空间t2和 t3由空气分离室30的平面51界定，所述平面设计为用作偏转构件以使液体能从内部间隙 空间t2流动至迷宫装置55的第二间隙空间t3。由于柱形件46、47、48相互同心地布置，所 以其相互之间的间隙空间、、t2、t3使得在迷宫装置55内液体流动路径W的方向能够改变 到相反方向至少两次。间隙空间t3通过位于更大的柱形件48上部的孔口 481与所述更大 的柱形件48的外部流体连接。迷宫装置55在上部具有出口 49，从而轻于液体的空气能够 从所述迷宫装置排出至其上部，在该处空气出口 39连接至所述迷宫装置。图3中，空气在 空气分离室30内的上升由点A表示。图3中，被引入空气分离室30的水和空气的混合物 的流动路径W由虚线示出，而已清除了空气的水的流动路径由实线示出。因而，水被供应至 迷宫装置的中心部，然后被迫在柱形件46、47、48之间迂回曲折地流动。因此，由于所述柱 形件同心地布置，水的流动路径W的方向至少两次改变至相反方向。从而，能够有效地降低 提供给空气分离室的液体的动能。此外，在每次改变方向以降低流速时，通过迷宫装置的流 体截面优选地增大。因而，柱形件46、47、48内部以及之间的间隙空间、、t2、t3优选地从迷 宫装置的中心M向边缘部分53逐渐增大。因此，最后的间隙空间t4优选地设在迷宫装置 55的第三柱形件48与边缘部分53之间。所述间隙空间t4优选地大于间隙空间t3，所述间 隙空间t3继而优选地大于间隙空间t2，而所述间隙空间t2继而优选地大于内径、。迷宫装 置55的流体截面ti、t2、t3、t4的大小优选地每个相差大约5% -50%。由于外部柱形件48 仅通过上部出口 481通向间隙空间t4，所以水的流动路径在间隙空间t4中向下流动以到达 空气分离室30的底部，在该处液体出口 37布置成与间隙空间t4流体连接。从而，液体出口 37配备有阀31，如以上参考第一优选实施方式所述，如果空气分离室30内达到了预定的压 力则所述阀31打开。此外，第二液体出口 43设在空气分离室30的底部或最下部，所述第 二液体出口 43也与间隙空间t4流体连接。所述第二出口 43配备有双向电子阀，所述双向 电子阀优选地连接至用于测量空气分离室30内的水温的温度传感器(未示出)。所述双 向电子阀优选地设计为仅当所述分离室30内的水温达到了预定温度时才关闭所述阀。因 此，如果水温还未达到制备饮料所需的温度，则第二水出口 43处于打开状态。从第二出口 阀43排出的水优选地供应至饮料制备设备的泵6的上游侧(参考图4)。因而，使得还未 达到所需温度的水能够进行再循环。用于饮料制备的优选的温度在70°C-95°C之间。优选 地，如图3和图4所示，第一和第二水出口 37、43布置在迷宫装置的最下部，而空气出口 39 连接至所述迷宫装置的最高部。从而，能够通过重力作用使水和空气分离。而且，由于空气 出口 39相对于空气分离室30的水平面布置在高于液体出口 37、43的位置，因此一旦空气 已经分离，则防止空气与无气的水再次发生混合。这些阀也能适用于包括多孔室的空气分 离室的第一实施方式。 图4示出根据图3的饮料制备设备的一个优选实施方式中的水的流动路径。然而， 所述流动路径也可适用于包括多孔室的空气分离室的第一实施方式。因此，水通过外部或 者内部供水装置5例如水箱供应至加热装置7。因此，泵6和可选的流量计44设于水过滤 器44和加热装置7之间。被加热的水随后供应至空气分离室30。如果水还未达到所需温 度，则第二水出口 43的双向电子阀52打开，使得水再循环至泵6的入口侧。优选地，从水出口 43排出的水供应至流量计的上游侧，如图4所示。因此，对于制备饮料而言太冷的水 不会被注入滴水盘或类似装置中。 尽管已参考本发明的几个优选实施方式说明了本发明，但是在不背离所附权利要 求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可进行许多修改或变换。例如，所述空气 分离装置可用于现有技术中已知的、使用经过加热的液体来提取饮料配料以制备饮料的任 何类型的饮料生产设备中。附图标记列表1. · · ·..饮料生产设备2. · · ·...操纵装置3,4....操纵构件5. · · ·...容器6. · · ·…泵7. · · ·...加热装置(加热器)8. · · ·...供应装置9.......背压阀10......注入构件11......热液体供应装置12......第一管路13......第一管路14......空气出口管路15......废物室16......通气装置20......饮料生产室(胶囊)21......封壳22......(胶囊的)壳体23......过滤壁24......密封壁25...26......内部通道27...…出口30......空气分离室31......第一阀32......第一阀33......(空气分离室的)外34......入口孔35...…入口36......液体出口孔37......液体出口38......空气出口孔13
39......空气出口40......(多孔)壁40a.....(多孔室的)主体部40b.....(多孔室的)端部41......第一空间(壁的内部)，多孔室42......第二空间(壁的外侧与外壳之间的空间)43......第二水出口44......流量计45......水过滤器46......第一柱形件47......第二柱形件48......第三柱形件481......第三柱形件的上部孔口49......出口50,51...平面(垂直于柱形室30)52......双向电子阀53......迷宫装置55的边缘部分54......迷宫装置55的中心55......迷宫装置A......空气流动路径LC......空气分离室的中心轴线Lff......壁的中心轴线P......穿孔装置Sff......(空气分离室的)侧壁T......饮料配料W......水流动路径
权利要求
1.一种饮料生产设备(1)，包括设计为使液体与饮料配料(T)相互作用的饮料生产室00)； 用于将液体供应至所述饮料生产室00)的液体供应装置(8)； 设在所述液体供应装置(8)中的用于加热液体的加热装置(7)；以及 设在所述液体供应装置(8)中并位于所述加热装置(7)之后的空气分离室(30)，所述 空气分离室(30)用于分离包含在液体中的任何空气或其它气体， 其中，所述空气分离室(30)包括 用于将液体引入所述空气分离室(30)的入口(35)； 通过改变液体的方向来削减通过入口(3 引入的液体的动能的装置(55)； 通过所述用于削减动能的装置与所述入口隔开的液体出口(37)，所述液体出口(37) 用于从所述空气分离室(30)排出液体；以及也通过所述用于削减动能的装置与所述入口隔开的空气出口(39)，所述空气出口 (39)用于从所述空气分离室(30)排出空气。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于削减通过入口(35)引入的液体 的动能的装置(5 将液体流动路径(W)的方向改变至液体的相反方向至少两次。
3.根据权利要求1或者2所述的设备，其特征在于，所述用于削减通过入口(35)引入 的液体的动能的装置为挡板装置或者迷宫装置(55)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述迷宫装置(55)由至少三个同心布置 的柱形件G6，47，48)形成，所述柱形件设计成迫使由入口(3 提供的液体从所述迷宫装 置的中心部(54)迂回曲折地流至所述迷宫装置的边缘部分(53)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述柱形件06，47，48)布置为在所述柱 形件06，47，48)之间形成至少两个间隙空间(t2、t3)。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述柱形件06，47，48)之间的间隙空间 (t2、t3)从所述迷宫装置的中心部(54)向边缘部分(5 逐渐增大。
7.根据权利要求4-6中的任一项所述的设备，其特征在于，更大的柱形件08)通过位 于所述更大的柱形件G8)上部的孔口(481)连接至所述迷宫装置的边缘部分(53)。
8.根据权利要求4-7中的任一项所述的设备，其特征在于，所述迷宫装置的边缘部分 的上部连接至空气出口(39)，而所述迷宫装置的边缘部分的下部连接至液体出口(37)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述液体出口(37)设有第 一阀(31)，所述空气出口 (39)设有第二阀(32)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，用于打开第一阀(31)的压力值大于用于 打开第二阀(32)的压力值。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述空气出口(39)相对 于水平面布置在高于液体出口(37)的位置上。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述空气分离室(30)还 包括附加的液体出口(43)，所述附加的液体出口配备有设计成排出低于预定温度的液体的 阀门(52)。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述附加的液体出口03)设在空气分 离室(30)的最下部。
14.一种用于分离包含在液体中的任何空气或其它气体的空气分离室(30)，包括 用于将液体引入所述空气分离室(30)的入口(35)；通过改变液体的方向来削减通过入口(3 引入的液体的动能的装置； 通过所述用于削减动能的装置与所述入口隔开的液体出口(37)，所述液体出口(37) 用于从所述空气分离室(30)排出液体；以及也通过所述用于削减动能的装置与所述入口隔开的空气出口(39)，所述空气出口 (39)用于从所述空气分离室(30)排出空气。
15.一种在饮料生产设备(1)内从加热的液体中分离空气的方法，包括以下步骤 通过入口(35)将加热的液体供应到空气分离室(30)内；由用于削减通过所述入口(3 引入的液体的动能的装置通过改变液体的方向来降低 所述加热的液体的流速；通过空气分离室(30)的液体出口(37)从所述空气分离室(30)排出液体，所述液体出 口(37)通过所述用于削减动能的装置与所述入口(35)隔开；以及通过空气出口(39)从所述空气分离室(30)排出空气，所述空气出口(39)通过所述用 于削减动能的装置与所述入口(35)隔开。
全文摘要
本发明涉及一种饮料生产设备(1)，包括设计成使液体与装于胶囊中的饮料配料(T)相互作用的饮料生产室(20)；用于将液体供应至所述饮料生产室(20)的液体供应装置(8)；设在所述液体供应装置(8)中的用于加热液体的加热装置(7)；以及设在所述液体供应装置(8)中并位于所述加热装置(7)之后的空气分离室(30)，所述空气分离室(30)用于分离包含在液体中的任何空气或其它气体，其中，所述空气分离室(30)包括用于将液体引入所述空气分离室(30)的入口(35)；用于削减通过入口(35)引入的液体的动能的装置；通过所述用于削减通过入口(35)引入的液体的动能的装置与所述入口隔开的液体出口(37)，所述液体出口(37)用于从所述空气分离室(30)排出液体；以及也通过所述用于削减通过入口(35)引入的液体的动能的装置与所述入口隔开的空气出口(39)，所述空气出口(39)用于从所述空气分离室(30)排出空气。因此，所提供的饮料生产设备(1)在用于提取饮料配料(T)的液体中包含的空气量减少。
文档编号B01D19/00GK102056524SQ200980121516
公开日2011年5月11日 申请日期2009年5月7日 优先权日2008年5月8日
发明者D·维格尼奥克斯, J-L·蒂利耶, M·奥赞, T·罗伯特 申请人:雀巢产品技术援助有限公司