JP6920749B2 - 戻りループを有するミルク発泡装置 - Google Patents

Description

本発明はミルク発泡装置に関する。

ミルク発泡装置は、特許文献１から公知である。
前記ミルク発泡装置は、ミルク容器からミルク出口ヘッドまでミルクフロー方向にミルクを導くためのミルクチャネルと、ミルクチャネル内のミルクを、空気を含むミルクフォームに変換するためのミルクチャネル内の発泡セクションと、発泡セクションからのミルクフォームの温度を制御するための温度制御素子とを備える。

特許文献１は、温度制御素子通過後に、ミルクチャネル内のミルクフォームのフローをソレノイド弁で中断することについて教示している。

独国特許出願公開第１０２００８０５８９３４（Ｂ４）号明細書

本発明の目的は、公知のミルク発泡装置を改良することである。

本発明の１つの態様によれば、ミルク発泡装置は、ミルク容器からミルク出口ヘッドまでミルクフロー方向にミルクを導くためのミルクチャネルと、ミルクチャネル内のミルクを、空気を含むミルクフォームに変換するためのミルクチャネル内の発泡セクションと、発泡セクションからのミルクフォームの温度を制御するための温度制御素子と、温度制御素子とミルク出口ヘッドとの間のミルクチャネルから、ミルクフロー方向に見たとき、温度制御素子の上流にあるミルクチャネル内の一地点まで分岐している戻りチャネルとを備える。

前記ミルク発泡装置は、最新式によるミルクフローの中断が、ミルクおよび／またはミルクフォームが温度制御素子に残留してしまう原因となるという考えに基づいている。
このため、ミルクフローの中断により、ミルクフローに化学的変化が生じて、たとえば焦げ付きなどにつながる恐れがある。
ミルク発泡装置内に結果として生じる燃焼残留物などの堆積物は、ミルク発泡装置が再度起動するときにミルクフローによって流し出されるか、あるいはいずれミルク発泡装置を汚染することになる。

前記ミルク発泡装置は、ミルクフローを中断せずに、戻りループを使用してこれを循環させ続けることを提案することで、この問題を解決している。
この目的のために、戻りチャネルは、前記ミルク発泡装置が停止した後であっても、少なくとも温度制御素子が、いずれの残留物も形成されないように適切な保存状態に調整される限り、ミルクを流動させ続けるように設計されている。

一実施形態では、前記ミルク発泡装置は、戻りチャネルを閉鎖するように設計されている遮断素子を備える。
このようにして、通常運転中、すなわち前記ミルク発泡装置を使用してミルクを発泡させるとき、戻りチャネルを停止することができる。

開示しているミルク発泡装置の好ましい実施形態では、遮断素子は、ミルクフォームをミルク出口ヘッドまたは戻りチャネルのいずれかに導くためのスイッチ素子である。
このようにして、ミルクフローを目指すとおりに誘導することができる。

特に有利な実施形態では、開示しているミルク発泡装置は、戻りチャネルまたはミルク容器のいずれかにミルクチャネルを開放するように設計されている、追加のスイッチ素子を備える。
あるいは、この追加のスイッチ素子を第１スイッチ素子の代わりに使用することもできる。
この解決策が特に好ましいのは、ミルク発泡装置の停止後、前記装置の発泡セクションおよび／または温度制御素子の上流において空転状態とならないことを回避するのに必要な背圧バルブが、当該設計において必要とされないからである。

開示しているミルク発泡装置の好ましい実施形態では、スイッチ素子および／または追加のスイッチ素子は、わずかな組立スペースでミルクチャネルに容易に設置できる三方弁である。

開示しているミルク発泡装置の特に好ましい実施形態では、三方弁は磁気三方弁であり、且つ高速のスイッチング速度でこれを使用することができる。

開示しているミルク発泡装置の別の実施形態では、発泡セクションにおいて、ミルクを空気で富化するための空気ダクトがミルクチャネルに通じている。
この空気ダクトを、たとえばベンチュリ効果に基づいて使用することができる。
このようにして、ミルクを発泡させるのに必要な空気を、ミルクチャネルに容易に導入することができる。

開示しているミルク発泡装置の別の実施形態では、発泡セクションは、ミルクフロー方向に見たとき、空気ダクトの下流にミルク内の空気を旋回させるための旋回素子を備える。
この旋回素子は、たとえば空気と混合されるミルクを容易に旋回させて、ミルクフォームを生成するギアポンプであり得る。

この目的のために、空気ダクトと旋回素子との間にある戻りチャネルはミルクチャネルに通じていてもよく、これにより、ミルクチャネルおよび戻りチャネルのミルクフローを同時に維持するために、旋回素子を使用することもできる。

本発明の上記の特性、特徴および利点、並びにこれらを実現する方法は、以下の図面と共により詳細に記載している実施形態の以下の記載において、より明確になる。

ミルク出口ヘッドを有するミルク発泡装置の斜視図である。 図１のミルク発泡装置の構造図である。 第１機能状態にある図２のミルク発泡装置の構造図である。 第２機能状態にある図２のミルク発泡装置の構造図である。

図面において、同じ技術的要素には同じ参照符号を付しており、且つこれらを一度しか記載していない。
図面は単に概略的なものに過ぎず、具体的に何らかの幾何学的比率を反映しているものではない。

ミルク発泡装置２の斜視図を示す図１をここで参照する。
ミルク発泡装置２内の個々の構成要素を構造的にのみ示している。

ミルク発泡装置２は、ハウジング３を貫通して、ミルク吸引管６から始まってミルク出口ヘッド８の出口開口部７に至るミルクチャネル４を備える。
ミルク発泡装置７を操作するには、ミルク発泡装置２のハウジング３上の制御つまみ９を押圧して、ミルク吸引管６を介して、いずれの詳細も示していないミルク容器からミルク１０を吸引し、これをミルクチャネル４へと送り、これをミルクフォーム１２へと処理して、ミルク出口ヘッド８の出口開口部７で吐出する。

ミルクフォーム１２を生成するために、発泡セクション１６でポンプ１４はミルク１０を吸引する。
ポンプ１４の前に設置される発泡セクション１６のベンチュリノズル１８は、空気ダクト２１を介して空気２０でミルク１０を富化するために使用され、その結果、通気されたミルク２２はポンプ１４に進入し、そこで混合される。
これが、ミルクフォーム１２の生成の仕組みにおける基本原理である。
次いで、隣接する温度制御素子２４でミルクフォーム１２を、たとえば加熱するなどして再処理し、これによってミルクフォーム１２に含まれる気泡を膨張させ、その結果ミルクフォーム１２を安定化することになる。

ミルク発泡装置２のさらなる詳細については、特許文献１を参照されたい。
この文献は、ミルクチャネル４内のミルクフローをソレノイド弁で中断することについての提案を含んでいる。
しかしながら、ここでの欠点は、ミルクフローが中断されたときに、ミルクフォーム１２が温度制御素子２４内に残留することである。
この場合、温度制御素子２４が急激に温度を変化させることは不可能であるため、ミルクフォーム１２は損なわれて、たとえば焦げ付く恐れがある。
これにより、ミルクチャネル４内で堆積物が生じて、これがその後ミルクチャネル４を汚染し、且つ／またはミルク発泡装置が再度起動するときに、ミルクフォーム１２と共にミルク出口ヘッド８から吐出される。

本実施形態は、戻りチャネル２６を使用して温度制御素子２４を迂回させ、ミルク１０のフロー２８の方向および温度制御素子２４の上流にあるミルクフォーム１２の方向に見て、ミルクチャネル４へとミルクフォーム１２を供給し戻すことを提案している。

この考え方については、図２に示すミルク発泡装置２のフロー図を用いて、以下により詳細に記載するものとする。

本実施形態では、戻りチャネル２６は、第１フィルタ素子３０と第２フィルタ素子３２との間にあるミルク出口ヘッド８から始まっている。
ミルクフロー方向２８から見ると、第１フィルタ素子３０は第２フィルタ素子３２の上流に配置され、たとえばフィルタカートリッジとして設計されている。
第２フィルタ素子３２は、小型のフィルタプレートであってもよい。

両フィルタ素子３０、３２の間に、磁気三方弁の形態の第１スイッチ素子３４が配置されている。
第１スイッチ素子３４は、第１フィルタ素子３０からミルクフォーム１２を受け取り、そのスイッチング状態に応じて、ミルクフォーム１２を戻りチャネル２６または第２フィルタ素子３２のいずれかに導く。
詳細には、スイッチ素子３４の第１スイッチング状態を示す図２から分かるように、ミルクフォーム１２は、第１フィルタ素子３０から第２フィルタ素子３２へと導かれている。
図２には示していない第２スイッチング状態では、ミルクフォーム１２はフィルタ素子３０から戻りチャネル２６へと導かれている。

第１スイッチ素子３４と対向している戻りチャネル２６の反対側には、磁気三方弁の形態の第２スイッチ素子３６が配置されており、これはスイッチング状態に応じて、ミルク１０をミルク吸引管６から、あるいはミルクフォーム１２を戻りチャネル２６からポンプ１４へと導いている。
図２に示す第１スイッチング状態では、第２スイッチ素子３６はミルク１０をミルク吸引管６からポンプ１４へと導いている。

２つのスイッチ素子３４、３６のスイッチング状態は、制御信号３８およびリセット素子４０を介して設定されている。
磁気三方弁の作動形式は一般的に既知であるので、ここではこれ以上詳細に述べることはしない。

図３は、両スイッチ素子３４、３６が第１スイッチング状態にある機能状態のミルク発泡装置２を示している。
ミルクフローから分離されたミルク発泡装置２のセクション、すなわち戻りチャネル２６は、点線で表示されている。

図３から分かるように、ミルク発泡装置２は、スイッチ素子３４、３６が第１スイッチング状態にある中で、一般に知られている方法で作動し、ミルク１０を発泡セクション１６を経由して導き、その後ミルク出口ヘッド８の出口開口部７を介してミルクフォーム１２を吐出する。

ミルク出口ヘッド８からのミルクフォーム１２のフローが停止するとすぐに、図４に示すように、制御信号３８を使用して両スイッチ素子３４、３６が第２スイッチング状態に設定される。
図４はまた、図３と同様の点線で、ミルクフローから分離されたミルク発泡装置の部分を表示している。

図４に示すように、ミルクフォーム１２は、ここでミルクチャネル４および戻りチャネル２６を備える回路を流れている。
この回路４において、ミルクフォーム１２は、温度制御素子２４の位置を繰り返し通過している。
このようにして、たとえば温度制御素子２４が依然として高温である場合に、ミルクフォーム１２が温度制御素子２４内に残留して焦げ付いてしまうことを回避できる。

このような２つのスイッチ素子３４、３６の配置により、図４に示す機能状態において、回路４、２６が実際に閉鎖され、且つミルクフォーム１２がミルク吸引管６側においても、あるいはミルク出口ヘッド８側においても、前記回路から絶対に流出できないようにすることが徹底されている。

温度制御素子２４がその保存温度に達していない限り、ミルクフォーム１２が温度制御素子２４内に残留することが回避されるのであれば、温度制御素子２４については、基本的には回路４、２６に橋絡するのみで十分である。
温度制御素子２４は、熱力学的駆動素子として回路４、２６のために作動し、周囲温度との温度差だけでミルクフォームを移動させる。
温度制御素子２４がその保存温度に達し、温度制御素子２４内に残留するミルクフォーム１２がもはや温度制御素子２４によって損なわれない状態になると、熱力学的駆動はもはや有効ではなくなる。
回路４、２６は自動的に停止する。
したがって、特許文献１に示すようにミルクフローを遮断する必要はなくなる。

しかしながら、ポンプ１４を、図４に示すように、好ましくは回路４、２６に組み込むべきである。
空気１０はミルクフォーム１２内に溶解しないので、ミルクフォーム１２が回路４、２６内に一定時間留まっていると、回路４、２６内のミルクフォーム１２から空気１０が分離される。
次いで、ミルク発泡装置２が図３に係る第１機能状態に再度移行すると、ミルク出口ヘッド８はここで、ミルク１０のみを供給し、ミルクフォーム１２は供給しない。

これは、ポンプ１４を回路４、２６に組み込むことによって回避することができる。
ミルク１０が回路４、２６内の空気２０から長い休止時間の後に分離される場合、図３に係る機能状態に切り替わるまで、ミルク発泡装置２が図４に係る機能状態において少なくとも１回作動すると、ミルクフォーム１２を再度生成することができる。

結果として、図２に示すミルク発泡装置２は、少なくとも電気的に完全に停止する前に、図３に係る機能状態から図４に係る機能状態に切り替わるべきである。
ミルク発泡装置２が再度起動したときに、まず図４に係る機能状態でしばらくの間作動してから、図３に係る作動状態へと切り替わって、ミルクフォーム１２を供給するべきである。

２つのフィルタ素子３０、３２の使用は任意である。

Claims (9)

1. ミルク容器（６）からミルク出口ヘッド（８）までミルクフロー方向（２８）にミルク（１０）を導くためのミルクチャネル（４）と、
   前記ミルクチャネル（４）内の前記ミルク（１０）を、空気（２０）を含むミルクフォーム（１２）に変換するための発泡セクション（１６）と、
   前記発泡セクション（１６）からの前記ミルクフォーム（１２）の温度を制御するための温度制御素子（２４）と、
   前記温度制御素子（２４）と前記ミルク出口ヘッド（８）との間の前記ミルクチャネル（４）から、前記ミルクフロー方向（２８）に見たとき、前記温度制御素子（２４）の上流にある前記ミルクチャネル（４）内の一地点まで分岐している戻りチャネル（２６）とを備えた
   ミルク発泡装置（２）。
2. 前記戻りチャネル（２６）を閉鎖するように設計されている遮断素子（３４）を備えた
   請求項１に記載のミルク発泡装置（２）。
3. 前記遮断素子（３４）は、前記ミルクフォーム（１２）を前記ミルク出口ヘッド（８）または前記戻りチャネル（２６）のいずれかに導くためのスイッチ素子（３４）である
   請求項２に記載のミルク発泡装置（２）。
4. 前記戻りチャネル（２６）または前記ミルク容器（６）のいずれかに前記ミルクチャネル（４）を開放するように設計されている、追加のスイッチ素子（３６）を備えた
   請求項３に記載のミルク発泡装置（２）。
5. 前記スイッチ素子（３４）および／または前記追加のスイッチ素子（３６）は三方弁である
   請求項４に記載のミルク発泡装置（２）。
6. 前記三方弁（３４、３６）は磁気三方弁である
   請求項５に記載のミルク発泡装置（２）。
7. 前記発泡セクション（１６）において、前記ミルク（１０）を前記空気（２０）で富化するための空気ダクト（２１）が前記ミルクチャネル（４）に通じている
   請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載のミルク発泡装置（２）。
8. 前記発泡セクション（１６）は、前記ミルクフロー方向（２８）に見たとき、前記空気ダクト（２１）の下流に前記ミルク（１０）内の前記空気（２０）を旋回させるための旋回素子（１４）を備えた
   請求項７に記載のミルク発泡装置（２）。
9. 前記空気ダクト（２１）と前記旋回素子（１４）との間にある前記戻りチャネル（２６）は前記ミルクチャネル（４）に通じている
   請求項８に記載のミルク発泡装置（２）。

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