[发明专利]牛奶起泡系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备蒸汽奶泡的牛奶起泡系统，该系统可与咖啡机一起使用或集成到咖啡机（例如特别是(水)箱或贮存器式浓缩咖啡机）中。

背景技术

咖啡机可配有牛奶起泡系统，以用于制备包括蒸汽奶泡的咖啡类型，例如卡布奇诺或拿铁咖啡。牛奶起泡系统在此类机器中的一般用途是制备或辅助制备包含极小的(优选微米级)泡沫且温度在约50-70℃的范围内的奶泡。

已知的牛奶起泡系统可通过将蒸汽、空气和牛奶借助于文丘里管混合而使牛奶起泡。然后使蒸汽强制通过文丘里管，在其中产生真空，利用真空将大气和牛奶两者分别通过空气供应管线和牛奶供应管线吸入。被吸入的牛奶和空气的量通过在相应的供应管线中的配量限制器来控制。该方法从制造成本角度讲是有利的，因为它可能仅需要一个典型地电动的泵来为蒸汽发生器提供要汽化并用来使系统保持适当加压的水。然而遗憾的是，在文丘里管内的混合方法可能是稍微剧烈且不稳定的，因此，牛奶残余物可能意外地最终进入且进一步缩小空气供应管线中的配量限制器。最后，空气配量限制器可能甚至变得完全被堵塞，在这种情况下，牛奶起泡系统将停止工作。

对于将大气吸入蒸汽驱动的文丘里管中的替代方案是将压缩空气强制引入一直通到文丘里管的蒸汽管线，该文丘里管于是可专门用来吸入牛奶。压缩空气的使用可以免除对易损的空气配量限制器的需要，因为可以使用单独的空气泵或压缩机来压缩和计量供应的空气。然而，额外的泵也将提高牛奶起泡系统的制造成本，并因此使这种替代方案不太有利。

本发明的目的是克服或减轻已知的牛奶起泡系统的上述缺点，并且提供在经济上可制造的牛奶起泡系统，其中空气供应管线被牛奶残余物堵塞的风险被最小化。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种牛奶起泡系统。牛奶起泡系统可包括水管，在其下游方向上观察，水管依次互连：水贮存器；泵；加热器或热块，其被构造成蒸发水管中的水；以及混合节点。该系统还可包括空气管，在其下游方向上观察，空气管依次互连：空气入口；第一止回阀；第二止回阀；以及混合节点。该系统还可包括蒸汽/空气管，在其下游方向上观察，蒸汽/空气管依次互连混合节点和起泡装置。牛奶起泡系统可附加地包括膨胀容器，其具有水室和空气室，所述水室连接到泵下游和加热器上游的水管的点，并且所述空气室连接到设置在空气管中的第一止回阀下游和第二止回阀上游的空气管的点。

所公开的牛奶起泡系统在两个交替的循环中操作：起泡循环和停止循环。在起泡循环期间，泵工作以将蒸汽和空气的流提供至混合节点，以便生成蒸汽/空气混合物，该混合物随后被输送至起泡装置以产生奶泡。当泵经由水管从水贮存器向加热器转移液态水时，生成蒸汽，加热器经由相同的水管与设置在其下游的混合节点流体连通。压缩空气向混合节点的流动借助于设置在水管和空气管之间的两室膨胀容器而进行。当泵正在工作以从水贮存器向加热器转移水时，它也将水泵入膨胀容器的水室中。这造成膨胀容器的空气室中的任何空气被压缩并通过空气管朝混合节点驱出。在停止循环期间，泵不工作，并且允许对膨胀容器的水室进行排空和减压。这使容器的空气室有时间经由空气入口或空气管吸入新鲜空气，从而有效地再填充空气室以用于下一起泡循环。因此，根据本发明的牛奶起泡系统有利地仅使用一个(水)泵向混合节点同时进给(蒸汽形式的)水和空气。

根据本发明的改进方案，牛奶起泡系统还包括水回流管，其互连泵下游和加热器上游的水管的点、回流控制阀以及水贮存器下游和泵上游的水管的点。

水回流管提供绕过泵的旁路，以允许水在停止循环期间从膨胀容器的水室流回到水贮存器中。回流控制阀被构造成确保水的回流仅在停止循环期间即当泵不工作时进行。

在一个实施例中，回流控制阀可以是在泵下游的点处设置在水管中的水压操作的三口阀。这样的阀门可以经济方式制造和实现，这特别是因为它不需要诸如螺线管或电动马达的电致动器来工作。

在有利的实施例中，回流控制阀可包括第一阀室，所述第一阀室具有连接到水管的上游段的第一口。回流控制阀还包括第二阀室，所述第二阀室具有第二口和第三口，其中第二口连接到水管的下游段，并且其中第三口连接到水回流管。回流控制阀还可包括限流器，其互连第一口和第二口，使得通过水管的水的流动在限流器上以及第一阀室和第二阀室之间产生压差。可移动的膜可以密封地设置在第一阀室和第二阀室之间。膜可能能够在由泵驱动的水通过水管向下游的流动造成的压差的影响下关闭第三口。