專利名稱：用于從食物液體制備泡沫的器具和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從食物液體例如牛奶制備泡沫的器具和方法，并且本發(fā)明旨在用于例如制備飲料如卡布其諾、牛奶咖啡、拿鐵和瑪其朵咖啡、熱巧克力和其它特色熱飲料。
背景技術(shù)：
其中至少一部分由泡沫組成的特色熱飲料變得越來越流行。這類飲料中最著名的是卡布其諾式咖啡。該咖啡包括由咖啡制成的液體部分，在該液體部分的頂部有一層形成泡沫的牛奶，該層牛奶由于非常底的密度而浮在液體的頂部。通常，制備一份這樣的咖啡費時、需要手工操作并要進行清洗處理。
制備奶基泡沫的最常用的方法是將所需量的牛奶倒入容器、將咖啡機的蒸汽出口管浸入容器中、上下攪動蒸汽出口管以引入形成泡沫所需的空氣。
這種方法的第一個缺點是需要咖啡機裝配有蒸汽出口，但并不是所有的咖啡機都具有蒸汽出口。
另一個缺點在于這樣的事實，即，該方法通常不能在制備咖啡的同時制備泡沫，除非使用具有兩個單獨的流體回路——一個用于提取咖啡，另一個用于產(chǎn)生蒸汽——的復(fù)雜且昂貴的機器。
另一個與使用具有蒸汽出口的咖啡機相關(guān)的缺點源于這樣的事實，即，在這些機器中，用于加熱水的最常見為熱塊的系統(tǒng)必須保持常開，以產(chǎn)生蒸汽而不需要等待。因此，這些機器消耗大量的電力，這使得它們使用起來不經(jīng)濟。還需要注意的是，當(dāng)所用的水是硬水時，蒸汽管會很快變大，這使得需要進行定期維護以使蒸汽管處于好的狀態(tài)。
這種類型機器的另一個缺點源于這樣的事實，即，泡沫的量取決于使用者的技藝，這意味著這些機器不允許所獲得的泡沫具有可重復(fù)的特性和一致的質(zhì)量。
另一個缺點源于這樣的事實，即，與牛奶接觸的管難以并也很不實際去進行清洗。
還存在機械攪拌器具，這些器具用于家庭中將程度不同的粘性食品如蛋、冰淇淋、果汁等擊打出泡沫。這些器具的問題有(如下)幾種，這意味著它們不適合從奶基液體產(chǎn)生用于制作飲料的泡沫。一個缺點例如源于這樣的事實，即，這些器具在冷的狀態(tài)攪拌液體或糊狀物，從而相當(dāng)大地限制了它們可能的使用。另外，在冷卻或常溫下，牛奶不會令人滿意地產(chǎn)生泡沫。
另一個缺點源于這樣的事實，即，這些器具不適合使對微生物敏感的液體例如牛奶產(chǎn)生泡沫。這些器具的容器需要定期清洗以去除任何固體食物殘留物。另外，加熱牛奶會增加煮過或燒過的蛋白質(zhì)沉積或粘附在(容器)表面的趨勢?，F(xiàn)有器具的大部分都不太適合減少該固體殘留物的結(jié)殼，從而使得清洗非常麻煩。
這些器具還具有固定并突出到容器中的攪拌和驅(qū)動機構(gòu)，這帶來幾個缺點取下和再裝配(這些機構(gòu))的時間不可忽略，這些機構(gòu)具有更快地變臟的趨勢，這些機構(gòu)由于構(gòu)件的多樣性而需要附加的費用，并且攪拌裝置難以清洗。
這些器具的另一缺點源于這樣的事實，即，由于與攪拌裝置的布置相關(guān)的原因，在這些器具中產(chǎn)生泡沫不是最優(yōu)的。一些器具的攪拌裝置定位在容器的中央。這樣一種布置不能有效地將一定體積的奶基液體快速轉(zhuǎn)變成豐富的泡沫。
另一些器具具有幾個攪拌器。這些結(jié)構(gòu)通常是機械的，其中，所需的傳動裝置與攪拌器的旋轉(zhuǎn)相配合，這使得系統(tǒng)易于侵入從而不衛(wèi)生、增加了構(gòu)件的數(shù)量、并使得清洗成為更費力的工作。
例如，專利US 6 318 247涉及一種利用攪拌來制備熱飲料或食物例如熱巧克力的器具。該器具包括用于驅(qū)動磁力作用式攪拌器的系統(tǒng)。但該器具卻是具有幾個缺點。首先，在該器具中，液體或泡沫相對于容器的中心軸線被同軸地攪拌，這會產(chǎn)生環(huán)流，其中，液體或泡沫的某些層特別是周邊的層因為由攪拌器產(chǎn)生的離心力作用而沒有攪拌到與其它層特別是靠近中央的層一樣的程度。因此，這種環(huán)流不適合產(chǎn)生合格質(zhì)量的泡沫或不合適減小產(chǎn)生合格質(zhì)量的泡沫所需的時間。另外，該器具的結(jié)構(gòu)對于處理奶基液體是不衛(wèi)生的，并且通過這樣的構(gòu)造也不能使清洗變得容易。
在專利文獻WO 2004/043213 A1或DE 196 24 648 A1中說明了具有大致相同的缺點的用于攪拌食品的其它器件。
在文獻US 2 932 493、DE 1 131 372、US 4 537 332和US 6 712 497中說明了其它磁力接合式攪拌系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)中沒有一個提供了適于在短時間內(nèi)并且衛(wèi)生地產(chǎn)生合格質(zhì)量的泡沫的解決方案。
實用新型DE 89 15 094涉及一種用于分配奶基飲料的冷藏壺。該壺包括冷藏裝置和磁性轉(zhuǎn)子形式的強制對流裝置。該器件不適于將液體轉(zhuǎn)變成泡沫，而是僅將液體不變地保持在冷藏溫度以進行保存。
專利US 3 356 349涉及一種攪拌器件，該攪拌器件包括被加熱的容器、定位在容器下方以驅(qū)動位于容器中央的轂的磁力驅(qū)動裝置。該轂與相對該轂偏置的攪拌元件相聯(lián)，從而使攪拌元件產(chǎn)生擺動運動。由于攪拌元件相對于驅(qū)動裝置的旋轉(zhuǎn)軸線的偏置定位而產(chǎn)生的高慣性力矩，這樣一種攪拌原理會在磁耦合中產(chǎn)生損失。該問題隨著速度的增加而增加。因此，這種攪拌器件可用于以低速攪拌某些液體或其它物質(zhì)，但可能不適合以足夠高的速度將液體轉(zhuǎn)變成泡沫。順便說一下，該文獻也沒有提到使用該器件將液體轉(zhuǎn)變成泡沫。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是通過提出一種更好地適于從奶基食品液體產(chǎn)生泡沫以特別是制作飲料的器具來減少現(xiàn)有技術(shù)(的器具)的缺點。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有衛(wèi)生的設(shè)計、能夠容易地清洗并且使用簡單的器具。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在可能最短的制備時間內(nèi)產(chǎn)生具有可重復(fù)的特性和質(zhì)量的泡沫的器具。
本發(fā)明的另一個目的是通過限制使用者干預(yù)的量來簡化制備方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用經(jīng)濟的器具。
為此，本發(fā)明涉及一種用于從奶基液體制備泡沫的器具，該器具包括用于容納要制成泡沫的液體的容器，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器定位在該液體中，與容器相聯(lián)接的支架(stand)；用于驅(qū)動攪拌器的驅(qū)動裝置，該器具還包括用于為驅(qū)動裝置提供電能的電能供應(yīng)裝置。
該器具的一個改進源于這樣的事實，即，驅(qū)動裝置和攪拌器構(gòu)造成使得攪拌器由驅(qū)動裝置提供的磁力驅(qū)動作用驅(qū)動，而沒有穿過(容器)壁的機械連接件。
本發(fā)明的一個原理事實上是基于這樣的事實，即，所述器具用于容納并處理特別是加熱后容易沉積在容器壁上的食品液體，所以所需用于驅(qū)動攪拌器的系統(tǒng)是非插入式的并因此更衛(wèi)生和簡單。
另一個特征是，設(shè)有用于打破或防止關(guān)于容器的中央垂直軸線對稱并大致同軸的液體環(huán)流的干擾(disturbance)裝置。該構(gòu)型確保容器中的液體環(huán)流被充分地干擾，從而減少產(chǎn)生泡沫所需的時間并提供較高的泡沫/液體比。例如該構(gòu)型的構(gòu)型使得可以利用本發(fā)明的非插入式系統(tǒng)來獲得(良好的)效果，因此僅使用一個攪拌器，從而極大地簡化了所述器具并降低了該器具的成本。
作為優(yōu)選，加熱裝置定位成與容器相聯(lián)接，以加熱容器中的液體。加熱裝置允許在產(chǎn)生泡沫的同時加熱液體和泡沫。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述器具包括產(chǎn)生至少一個相對于容器的中央垂直軸線偏置的磁場的驅(qū)動裝置。例如該磁場的偏置磁場因此通過驅(qū)動與容器中央偏置的攪拌器而起到干擾裝置的作用。因此，作為攪拌器偏置定位的結(jié)果，與液體、泡沫或液體/泡沫攪拌器的軸線同軸的層通過非對稱構(gòu)型中的離心作用而被攪拌。
這樣一種(驅(qū)動)裝置是非插入式的，這意味著不需要穿過容器以將驅(qū)動裝置連接到攪拌器或相對于容器連接或引導(dǎo)攪拌器的傳動元件，從而使得器具更衛(wèi)生并更容易清洗。
作為優(yōu)選，攪拌器定位元件還構(gòu)造成沿一旋轉(zhuǎn)軸線定位與所述驅(qū)動裝置接合的攪拌器，該旋轉(zhuǎn)軸線相對于容器的中央垂直軸線偏置，從而使攪拌器在被驅(qū)動時產(chǎn)生相對所述中央垂直軸線非同軸的液體環(huán)流。定位元件確保攪拌器在由此限定的磁場中正確地處于適當(dāng)位置。該定位元件防止攪拌器在攪拌操作之前、期間或之后離開所述磁場。該定位元件以簡單的方式向使用者指示攪拌器的位置，并且不需要對攪拌器進行特殊的取下(操作)/再裝配。另外，當(dāng)?shù)钩鋈萜鞯膬?nèi)容物時，在攪拌器和驅(qū)動裝置之間產(chǎn)生的磁力作用將攪拌器保持在容器中的適當(dāng)位置。
在一個實施例中，定位元件是一凸起部，該凸起部形成在容器的表面并且具有大致與攪拌器形成互補的形狀。因此攪拌器可以接合在所述凸起部或凹座中?？梢?在攪拌器與定位元件之間)提供足夠的間隙，以允許攪拌器被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動而沒有過多的摩擦。在一可選方案中，可以提供由具有低摩擦系數(shù)的材料制成的表面。
因此，攪拌器通過簡單的形狀接合而簡單地安放就位，而不需要任何特殊工具。攪拌器可以不使用連接裝置或者使用優(yōu)選為快速聯(lián)接類型的連接裝置來連接。
凸起部或凹座以及容器的底部共同形成一體的壁。因此，不需要使用密封元件，從而降低了復(fù)雜性并使器具更衛(wèi)生。容器的底部應(yīng)理解成是指容器底部的整個表面，并且該表面大致形成容器在該部分中的整個寬度。
凸起部例如作為容器的向內(nèi)的凹部而設(shè)置在容器的實際的壁中，從而在外側(cè)形成該壁中的凹座。由此在容器的外側(cè)形成的凹座可用于容納驅(qū)動裝置的磁力驅(qū)動部分，從而攪拌器可以在抬高并距離容器底部一定的距離處保持就位，由此相比于與容器底部相鄰的攪拌器位置提高了攪拌效果。作為優(yōu)選，攪拌器是繞容器中的凸起部裝配的環(huán)形元件。
在一個可能的變型中，定位裝置可以是容器內(nèi)表面中的凹座，攪拌器局部定位在該凹座中。
在任何情況下，定位裝置用于在容器中既沿水平軸線又沿垂直軸線定位。該定位裝置還用于引導(dǎo)攪拌器并防止攪拌器在攪拌操作中意外地離開磁場。
攪拌器可以采用各種構(gòu)型。在一個這樣的構(gòu)型中，攪拌器具有環(huán)形形狀，其中中央槽口與用作定位裝置的凸起部配合，所述凸起部從容器底部突出，并且所述攪拌器具有至少一個靠近所述中央槽口的周邊定位的磁力從動部分。例如該構(gòu)型的構(gòu)型是有用的，因為該構(gòu)型允許攪拌器容易地安裝在容器中。另外，該構(gòu)型允許攪拌器與容器底部保持一定的距離，這促使形成優(yōu)質(zhì)的泡沫。
在一個實施例中，驅(qū)動裝置包括接合在容器外側(cè)和所述凸起部內(nèi)側(cè)的磁力驅(qū)動部分。因此，磁力驅(qū)動部分至少與所述磁力從動部分共同作用。磁力驅(qū)動部分通過與電馬達聯(lián)接的心軸而旋轉(zhuǎn)。因此，驅(qū)動件和攪拌器之間的磁力作用較緊密，從而即使在高速時也可以減小分開或有缺陷的驅(qū)動的風(fēng)險。
在攪拌器的一個構(gòu)型中，攪拌器具有帶攪拌元件的周邊部分。
因此攪拌元件可以包括一個或多個下列元件由螺旋管形金屬線制成的匝、葉輪(impeller)、葉片(blade)、柵網(wǎng)(grating)或柵條(needle)。根據(jù)例如液體的性質(zhì)，某些元件可以證明比其它元件更有效。
在優(yōu)選實施例中，容器是圓柱形或者大致為圓柱形。但是在本發(fā)明的一個可能的變型中，用于防止或打破容器中液體的同軸運動的干擾裝置包括這樣的容器，該容器的構(gòu)型相對于中央垂直軸線為非圓柱形。容器可以使用多種不同的形狀而不會脫離本發(fā)明的范圍。
在一個可能的實施例中，干擾裝置包括以相對中央垂直軸線偏置的方式以凸起部的形式延伸到容器中的壁和/或其它障礙物。因此，這些元件形成打破容器中液體的任何純同軸環(huán)流運動的裝置。這些元件可以是例如徑向并朝容器內(nèi)部水平和/或垂直延伸的翅片或其它障礙物。作為優(yōu)選，這些元件可以形成為一個構(gòu)件或與容器的其它部分形成一體件。
在另一實施例中，干擾裝置包括控制裝置，該控制裝置被編程用于在液體被制成泡沫時多次改變攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向。具體而言，在容器中攪拌器的對稱構(gòu)型旋轉(zhuǎn)中，如果只保持一個旋轉(zhuǎn)方向，則內(nèi)容物(液體和泡沫)與攪拌器同心地繞容器運動，并且處于相同速度的各個層總是沿相同的半徑運動，從而不會混合以產(chǎn)生泡沫。這具有阻止形成泡沫的影響。為防止出現(xiàn)該問題，考慮進行不連續(xù)的攪拌，使得上述離心運動以規(guī)則或不規(guī)則的間隔被中斷。這些優(yōu)選具有約0.3至1Hz頻率的沿旋轉(zhuǎn)方向的規(guī)則中斷因此允許液體-泡沫混合物慢下并與攪拌器接觸，以便一旦沿相反方向恢復(fù)攪拌便再次混合。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，容器在設(shè)計用于容納液體的部分具有一表面，該表面沒有位于兩個部分之間的接合線或連接，并且沒有劃界線的孔。具體而言，液體例如牛奶會通過固體沉積而很快地使任何間隙區(qū)域變臟。當(dāng)液體被加熱并趨于形成有些煮過或燒過并從而難以清除的層時，該現(xiàn)象會更明顯。通過避免這些促使固體積聚的區(qū)域，衛(wèi)生的風(fēng)險減小，并且清洗變得容易。因此，作用優(yōu)選，容器包括一體的用于容納液體的表面。因此，容器可以由幾個焊接在一起元件形成，但這些元件最后形成一體件。
為促使泡沫形成并同時減少攪拌時間，設(shè)有用于在攪拌過程中加熱容器中的液體的裝置。這些加熱裝置是優(yōu)選用于直接加熱容器的裝置。在一個實施例中，這些加熱裝置是與至少容器底部接觸的電絕緣的電阻元件。這些元件可以選自-與容器外表面接觸的至少一個“厚膜”式加熱電路，或-與容器表面接觸的有防護的電阻器式的熱阻元件。
其它加熱元件可以是-感應(yīng)或紅外線加熱裝置，或-這些裝置與熱阻元件的組合。
在優(yōu)選實施例中，加熱裝置包括直接印制在容器底部的外表面上的電絕緣的“厚膜”式加熱電路。這種構(gòu)型使得能夠增加在容器表面上的功率密度，從而由于液體更快地達到形成泡沫的最適宜的溫度而減少產(chǎn)生泡沫的時間，并且在實現(xiàn)這些的同時，由于功率的較好分布而避免粘結(jié)。
為了提供便于使用并不需要使用者具有特殊技巧或進行看守的器件，設(shè)有用于根據(jù)預(yù)設(shè)方案自動地切斷加熱裝置和電馬達的電源的控制裝置。更具體地，控制裝置包括與加熱裝置聯(lián)接的溫度傳感器，其中控制裝置構(gòu)造成在設(shè)定的溫度點切斷加熱裝置的電力供應(yīng)，從而液體在低于其沸點(的溫度)下并在預(yù)設(shè)時間內(nèi)加熱。通過液體(例如牛奶)的屬性以及可以容納在容器中的液體的體積來確定存儲在控制裝置中的預(yù)設(shè)方案；即，容器的容積以及容器中可能的注入標(biāo)記的使用，用于向使用者指出液體的注入位置，以根據(jù)預(yù)設(shè)方案獲得一定體積的質(zhì)量最佳的泡沫。
根據(jù)本發(fā)明的器具可以有利地包括無線的(cordless)電連接組件，該組件允許支架和容器連接到與電源相連接的電力供應(yīng)基部支承件。因此，形成泡沫單元的一部分的支架和容器可以來回搬動，以進行注入、供應(yīng)和清洗。為此，無線連接組件包括固定到支架底部的第一連接器和固定到電力供應(yīng)基部支承件的第二連接器，當(dāng)支架站立在基部支承件上時，這兩個連接器電連接在一起以便為支架的電力裝置提供電力。
因此，根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及用于從奶基液體制備泡沫的器具，該器具包括-容納要制成泡沫的液體的容器，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器定位在該液體中；-與容器聯(lián)接的支架；-用于驅(qū)動攪拌器的系統(tǒng)；其特征在于，攪拌器構(gòu)造成由攪拌器驅(qū)動系統(tǒng)在容器中磁力地驅(qū)動和保持；該器具包括可從電力供應(yīng)單元取下的無線起泡單元。
因此，該器具的一個優(yōu)點與起泡單元的可移動性相關(guān)聯(lián)，該可移動性通過磁力驅(qū)動裝置和無線的電力供應(yīng)裝置而獲得。這種裝置的組合使得當(dāng)例如將泡沫倒入杯子以制備卡布其諾時可以更容易地分配泡沫。在這種情況下，攪拌器還通過磁力作用保持在容器中而不會掉出，并且不需要在供應(yīng)泡沫時從容器中取出。磁力元件還構(gòu)造(定型、定位、確定尺寸等)成使得當(dāng)容器開口向下傾斜以倒出泡沫時，攪拌器保持在容器中而沒有掉出的風(fēng)險。
本發(fā)明還涉及一種用于在一器具中從奶基食品液體制備泡沫的方法，該器具包括-容納要制成泡沫的液體的容器，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器定位在該液體中；-用于驅(qū)動攪拌器的裝置；-用于為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置提供動力的電力供應(yīng)裝置，其特征在于，該方法包括通過磁力驅(qū)動作用相對容器的中央垂直軸線非對稱地驅(qū)動攪拌器，而沒有穿插過容器的攪拌器連接件。
作為優(yōu)選，該方法包括在攪拌過程中加熱容器中的液體。優(yōu)選通過直接分布在容器外表面的加熱元件進行加熱。加熱元件分布成優(yōu)選在被加熱表面產(chǎn)生每平方厘米加熱區(qū)域15至25瓦的電功率密度。由加熱元件覆蓋的總加熱表面的面積也優(yōu)選為該區(qū)域的至少40％，更優(yōu)選在40％至60％。上述與加熱元件的功率分布相關(guān)的直接應(yīng)用使得能夠更快地在容器中獲得熱的泡沫，同時減少固體殘留物粘附在容器底部的風(fēng)險。這樣可以產(chǎn)生穩(wěn)定并熱的泡沫，同時減小粘附在容器壁上的固體殘留物，從而使器具更容器清洗。該方法特別適合用于與咖啡機一起或安裝在咖啡機中來制備飲料如卡布其諾。


圖1示出本發(fā)明器具的透視圖；圖2示出圖1中的器具沿截面A-A的視圖；圖3示出圖1中的器具沿截面A-A的透視圖；圖4示出所述器具的一部分特別是單獨取出的容器和支架沿截面A-A的透視圖；圖5示出所述器具的攪拌器；
圖6示出攪拌器的剖視圖；圖7示出與所述器具的容器的底部相聯(lián)接的直接加熱裝置；圖8示出從上方觀察的變型的容器及其攪拌器的視圖；圖9示出從上方觀察的具有用于干擾流體環(huán)流的凸起部的變型的容器的視圖；圖10示出圖9中的容器的變型沿橫截面B-B的視圖。
具體實施例方式
結(jié)合圖1對用于制備牛奶泡沫的器具進行說明。像這樣的器具用于將在機械攪拌和熱的共同作用下具有乳化特性的食物液體制成泡沫，該食物液體例如牛奶制品如鮮奶、巴氏滅菌牛奶或UHT(超高溫消毒)牛奶、脫脂牛奶、半脫脂牛奶或全脂奶、用奶粉和水或用濃縮奶和水重新制成的牛奶、或者牛奶與其它成分例如咖啡的混合物。
根據(jù)本發(fā)明的器具1包括無線起泡單元2和電基座單元3，起泡單元2僅通過站立在電基座單元3上而電連接在該電基座單元上。通過導(dǎo)線30從電源向電基座單元3供應(yīng)電流。無線起泡單元2在側(cè)部包括手柄28，從而可以容易地抓取，以例如提起該起泡單元、在起泡后將該起泡單元的內(nèi)容物倒出、或在倒出內(nèi)容物后清洗該起泡單元。該起泡單元包括支架20，手柄28安裝在該支架上，該支架由可取下的蓋子22關(guān)閉。該蓋子保護內(nèi)部，以例如避免外部的灰塵進入，該蓋子還保護外部，以特別是防止在攪拌操作中當(dāng)啟動起泡單元時任何液體或泡沫濺到外部。
現(xiàn)在結(jié)合圖2和3對所述器具進行更詳細的說明。起泡單元2包括其中安裝有容器21的支架20。容器21容納要加熱和形成泡沫的液體。該容器需要密封并具有適合要產(chǎn)生的泡沫體積的容量。通常，這種器具設(shè)計用于產(chǎn)生體積范圍在50至100cm3的牛奶泡沫，這些牛奶泡沫能夠提供一至三份卡布其諾式飲料所需的牛奶泡沫。但是，可根據(jù)需要使用較大容量的容器。當(dāng)然，當(dāng)不進行攪拌操作或用于執(zhí)行該操作的裝置不啟動時，本發(fā)明的器具也可用于制作熱的液體。
在容器的內(nèi)部(INT)定位有攪拌器4。用于驅(qū)動攪拌器4的裝置的部件定位在容器的外部(EXT)，優(yōu)選地定位在容器和支架20內(nèi)部之間的空間中。攪拌器4和驅(qū)動裝置5彼此定位，使得可以不使用穿越容器的插入裝置而產(chǎn)生對容器內(nèi)的液體的強制攪拌。為此，攪拌器及其驅(qū)動裝置都是磁力式，這意味著，驅(qū)動裝置5產(chǎn)生驅(qū)動攪拌器的旋轉(zhuǎn)磁場，攪拌器本身裝配有從動于磁場的裝置。磁力裝置相對于容器的中央軸線I以偏置的方式定位，從而使攪拌器旋轉(zhuǎn)，由此使液體或泡沫以與容器中部的中央軸線不同軸的方式進行環(huán)流。事實上，通過這種構(gòu)型，液體和然后的泡沫會大致形成環(huán)流，從而產(chǎn)生大致以攪拌器的中心為中心的非對稱的錐體。這使得能夠避免形成在相同的半徑處保持環(huán)流從而不會彼此混合的具有不變速度的層。相反，(本發(fā)明的)所述層卻彼此混合，因為在相同的半徑上，所述層以不同的速度進行環(huán)流；特別地，對于給定的半徑，所述層在攪拌器距容器邊緣最遠的一側(cè)以較高速度環(huán)流，在攪拌器距所述邊緣最近的一側(cè)以較低的速度環(huán)流。這促使所有液體或泡沫在容器內(nèi)環(huán)流，防止液體或泡沫的層停滯，從而減少不發(fā)生或很少發(fā)生攪拌的區(qū)域。
為了確保攪拌器在容器中受控地旋轉(zhuǎn)而后者沒有移動的風(fēng)險，從而避免磁場控制損失，在容器的底部210中設(shè)有用于定位攪拌器的定位裝置6。該定位裝置因此偏心地定位在容器中，但對應(yīng)于磁場的位置，從而允許攪拌器被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在所示的情況下，定位裝置6是形成在容器的壁中的凸起部，攪拌器4繞該定位裝置被旋轉(zhuǎn)地引導(dǎo)而沒有額外的摩擦。該定位裝置可以具有其它構(gòu)型，并能例如是凹座，攪拌器的一部分插入該凹座中。
非插入式驅(qū)動裝置的一個優(yōu)點是可以構(gòu)成這樣一容器，其中，液體容納部或者至少其底部不包括能產(chǎn)生會出現(xiàn)難以清洗或洗凈的潛在衛(wèi)生問題和/或區(qū)域的接合線或不連續(xù)的連接或有劃界線的孔等。因此，容器的容納液體的表面優(yōu)選形成為一體件。在本發(fā)明的含義中，認為例如在兩個元件之間形成連續(xù)接縫的焊縫不是接合線或不連續(xù)的連接。相反，認為使用螺釘、鉚釘或嵌套配件的接頭是易于產(chǎn)生衛(wèi)生問題的接合或不連續(xù)連接。特別地，如果食物固體殘留物嵌入并沉淀在接合處的空隙中，則會引起清洗問題。容器21包括該容器的升高的表面211和該容器的底部210，從而形成基本平滑的用于與液體接觸的表面，其中，沒有促使固體食物物質(zhì)例如蛋白質(zhì)等附著的區(qū)域。這樣的容器可以由作為良好的熱導(dǎo)體的金屬制成，該金屬例如不銹鋼、銅或鋁。該容器例如可以模制成一體件。在圖4所示的構(gòu)型中，容器21利用其頂部邊緣230通過任何合適的連接方式如熔接、釬焊、粘合或夾鉗而連接到支架20的邊緣200。容器本身也可以相對于支架可拆卸地安裝，從而可以容易地取下以在洗碟機中清洗。蓋子22通過接合邊緣220和可變形的彈性體的或塑料的墊圈221以緊配合連接到容器。也可以使用用于關(guān)閉蓋子22的其它方式，例如螺釘緊固或彈性夾鉗。
為了驅(qū)動攪拌器，驅(qū)動裝置5設(shè)置成產(chǎn)生磁場，該磁場穿過在容器的內(nèi)部(INT)形成凸起部60的定位裝置6。為此，當(dāng)從容器的外部(EXT)觀察，驅(qū)動裝置5包括容納在形成凹座或凹部61的部分中的磁力驅(qū)動部分50。該磁力驅(qū)動部分因此包括一個或幾個由鐵磁材料制成的元件500。磁力驅(qū)動部分50本身由連接到與定位裝置6垂直對齊的電馬達52的驅(qū)動心軸51驅(qū)動直接旋轉(zhuǎn)。為了在泡沫產(chǎn)生方面獲得有利的結(jié)果，攪拌器的旋速度度控制成達到至少1500轉(zhuǎn)/分鐘。優(yōu)選地，該速度至少為1650轉(zhuǎn)/分鐘，更優(yōu)選地在1800至2500rpm。
如圖5和6所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的攪拌器4具有環(huán)形的總體形狀，從而允許該攪拌器繞形成定位裝置的凸起部自由地裝配。該凸起部優(yōu)選為柱形。攪拌器4因此裝配有一中央槽口40，該槽口具有(與凸起部)互補的形狀并具有略大于凸起部60外表面的外徑Do的內(nèi)經(jīng)D。因此，這兩個直徑彼此相對地確定，從而允許旋轉(zhuǎn)而沒有額外的摩擦，或至少具有極小的摩擦，而同時確保與驅(qū)動裝置的有效磁力連接。所述攪拌器包括至少一個磁力從動部分，該從動部分具有容納在塑料支承件43中的由鐵磁材料制成的元件例如一對磁體41、42，該塑料支承件可以繞該磁體注塑模制，或者以幾個部分430、431通過夾鉗、粘合或任何其它方式進行組裝。攪拌器具有外部或周邊部分44，該部分包括實際的適當(dāng)?shù)臄嚢柙?。在所示實施例中，這些元件由整體形狀為圓環(huán)的一系列金屬線的匝45形成。為了防止這些匝變形，這些匝45通過內(nèi)部環(huán)狀加強件46保持就位。當(dāng)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，這種元件使特別是同時獲得起泡溫度的液體特別是牛奶產(chǎn)生快速乳化。
但是，攪拌器的其它等同的構(gòu)型可替換所述的構(gòu)型。這些構(gòu)型可包括例如葉輪、葉片、柵網(wǎng)或柵條等。
因此，當(dāng)馬達為電驅(qū)動時，馬達的心軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動磁力驅(qū)動部分50，這產(chǎn)生與磁體41、42共同作用的旋轉(zhuǎn)的局部磁場，這又使攪拌器繞凸起部旋轉(zhuǎn)。攪拌器的旋速度度由此被調(diào)節(jié)成馬達心軸的旋速度度。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，加熱裝置設(shè)置用于在攪拌過程中對容器進行加熱。加熱有助于產(chǎn)生泡沫并顯著減少攪拌時間。泡沫也優(yōu)選在熱的時候被供應(yīng)，特別是當(dāng)要用于熱飲料例如卡布其諾時。為此，在本發(fā)明的一個實施例中，設(shè)有用于對容器進行直接加熱的裝置。直接加熱的裝置應(yīng)理解成是指與容器的表面電絕緣但直接熱聯(lián)接的熱阻式加熱裝置或等效裝置。
在本發(fā)明的一個實施例中，直接加熱裝置包括直接印制在容器的外表面上優(yōu)選直接印制在容器底部的外表面上的“厚膜”式加熱電路。該技術(shù)的優(yōu)點是，其提供了傳遞到容器的良好的功率分布(因此也就是說，以瓦每平方厘米為單位的較大的密度)。結(jié)果，可防止液體粘附到容器表面，同時確保熱極好地傳遞到液體。
圖7示出該類型印制加熱電路的一個示例。在一個可能的實施例中，電路剛好在容器的底部延伸(例如，如圖7的實施例中一樣)。在另一可能的實施例中，電路在容器的底部和側(cè)壁上延伸。在另一可能的實施例中，設(shè)有幾個電路，這些電路中至少有一個位于底部，至少有一個位于容器的側(cè)部。
因此，所示的電路7包括與容器被加熱表面的外表面相聯(lián)接的絕緣層70和熱阻式印制線71，該印制線在使用時朝向下。該印制線71設(shè)置成能向被加熱表面施加約250至1200瓦，優(yōu)選400瓦的總功率。因此該印制線相對于被加熱表面或電路7的平均電功率密度在5至30瓦每平方厘米之間，優(yōu)選地在15至25瓦每平方厘米之間。印制線71優(yōu)選覆蓋被加熱表面的至少40％，更優(yōu)選地覆蓋被加熱表面的多于50％，以在被加熱表面上產(chǎn)生合適的總功率的分布，由此防止牛奶粘附在容器的內(nèi)表面上并變成褐色。所述平均密度使用該公式計算平均密度＝總的電功率/總的表面面積(7)。
電觸點72、73、74位于印制線的端部，以提供電路的電連接。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，電觸點在數(shù)量上有三個并與三個端部聯(lián)接；因此，一個觸點72與零線聯(lián)接，一個觸點73與帶電線聯(lián)接，最后第三觸點74連接到低壓電馬達，以便按所需電壓(例如在所示示例中為8.2伏)向低壓電馬達提供電力。這種構(gòu)型使得能夠省卻用于操作馬達的變壓器，從而允許減小系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。在一個可能的實施例中，印制的加熱電路包括使絕緣層與容器底部隔離的中間金屬背襯板。在這種情況下，背襯板盡可能的薄，優(yōu)選為1mm厚或更少。在容器相對于支架可取下地安裝的實施例中可能需要(使絕緣層)與底部隔離的背襯板。但是，在容器永久地安裝的實施例中，電路優(yōu)選直接印制在容器上。
其它技術(shù)例如有防護的電阻器可以替代“厚膜”式加熱電路。但是，該技術(shù)不太優(yōu)選，因為功率不在大的表面區(qū)域上(而是通常在簡單的基體上)傳遞，并且需要將電阻器直接釬焊在容器表面上的附加操作。這樣，為了傳遞相同的功率，電阻器必須過熱，這會產(chǎn)生牛奶趨于局部粘附到容器表面的區(qū)域。其它加熱方法包括感應(yīng)加熱和紅外線加熱。這些方法可以與熱阻式加熱方法一起使用或替代熱阻式加熱方法。
在本發(fā)明的一個實施例中，設(shè)置溫度傳感器以測量容器的溫度。該傳感器可以連接到“厚膜”電路7的優(yōu)選靠近容器底部中央的絕緣觸點75。該傳感器可以是連接到電子控制器8的NTC式傳感器。該傳感器也可以是雙金屬帶式簡單傳感器，該傳感器精度較小且可重復(fù)性較小，但不需要相聯(lián)接的電子控制裝置。加熱裝置的接觸器本身通過葉片、金屬線和/或其它裝置電連接到控制器8。當(dāng)溫度達到給定的設(shè)定點溫度時，控制器切斷加熱裝置的電供應(yīng)回路。所述設(shè)定點溫度確定成使得液體被加熱到低于其沸點，優(yōu)選地加熱到用于使所述液體起泡沫的最佳溫度范圍內(nèi)。在是例如牛奶的情況下，液體溫度在40秒內(nèi)提高到60℃至80℃之間的溫度，優(yōu)選在約30秒中提高到65℃至75℃。當(dāng)然，溫度上升的動態(tài)特性一部分取決于下列因素，例如，要加熱的體積和液體的初始溫度。
所述支架包括使用者可以操作的“打開”按鈕80。當(dāng)壓下或通過其它方式啟動該按鈕時，該按鈕連帶地接通對加熱裝置的電力供應(yīng)以及對用于使攪拌器旋轉(zhuǎn)的電馬達的電力供應(yīng)。因此，液體被直接加熱并同時被攪拌。一定時器與控制裝置聯(lián)接，以自動關(guān)閉電馬達。在控制裝置中對電馬達的運轉(zhuǎn)時間進行編程，使其隨要制成泡沫的液體和該液體的體積而變化。對于牛奶，運轉(zhuǎn)時間固定在約30至60秒的時間范圍內(nèi)。優(yōu)選地，容器包括注入標(biāo)記，以可視地向使用者指示要注入到容器中的液體的量。該注入標(biāo)記對應(yīng)于要制成泡沫的液體的預(yù)定位置，并對應(yīng)于被編程的適于產(chǎn)生最適宜的泡沫的運轉(zhuǎn)時間。例如，約50ml的牛奶在75℃在30秒內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的泡沫。
無線起泡單元2和電基座單元3通過已知為“無線”連接器的通用連接器的集合裝置(collection)9連接。第一連接器連接到支架20的中央底部。該第一連接器電連接到起泡單元的電元件和控制元件，特別是控制器、電馬達和加熱元件。具有互補形狀的第二連接器與可通過導(dǎo)線連接到電源的電基座單元聯(lián)接。
第一連接器90包括通常為一零位的、一帶電的和一接地的電終端，這些電終端同心地設(shè)置并可以與第二連接器91的電插孔共同作用。第一和第二連接器在其形狀上構(gòu)造成僅通過將起泡單元垂直(或大致垂直)站立在電基座單元上而以彼此接合的方式共同作用，從而第一連接器90電終端(帶電的、零位的、接地的)在觸點上與第二連接器91的各個電插孔(帶電、零位的、接地的)連接。在專利US 5,971,810中詳細描述了這種本身已知的連接器的集合裝置。該系統(tǒng)的優(yōu)點是，在本發(fā)明的應(yīng)用中，該系統(tǒng)允許起泡單元容易地脫離連接，從而可以提供泡沫并且可以清洗容器。該系統(tǒng)還允許要設(shè)計的裝配有加熱裝置的容器直接與加熱裝置聯(lián)接，以實現(xiàn)更好的加熱效率和因此更少的泡沫制備時間。其它可能的已知類型的無線連接器可以用作等同裝置而不會脫離本發(fā)明的范圍。
圖8示出一實施例，其中容器相對于垂直軸線I為非圓柱形。在該示例中，容器21具有細長的形狀，該形狀具有兩個凸出的第一側(cè)215、216和兩個與第一側(cè)成90°的凹入的第二側(cè)217、218。然后，攪拌器4和定位裝置6可以如圖所示定位在容器的中央處，或者可以與偏離中央處。容器的形狀使得可產(chǎn)生液體和泡沫的被干擾的環(huán)流，從而促使快速產(chǎn)生泡沫并減少液體的任何可能的剩余的(未形成環(huán)流的)體積。
圖9和10示出本發(fā)明的另一實施例，在該實施例中，容器21具有與中央垂直軸線I偏置的延伸成凸起部的壁和/或障礙物。特別地，在所示實施例中，在容器的底部具有多個用于干擾液體環(huán)流的凸起部212，在容器的側(cè)部具有多個用于干擾液體環(huán)流的凸起部213。這些壁大致沿徑向并僅沿容器的一部分延伸。這些壁優(yōu)選偏置，以促使容器中的液體以曲折的路徑流動。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠進行多種不同和等同的布置，而不會脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于從奶基液體或牛奶制備泡沫的器具，該器具包括容納要制成泡沫的液體的容器，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器定位在該液體中；與容器聯(lián)接的支架；用于驅(qū)動攪拌器的裝置；與容器聯(lián)接以加熱容器中的液體的加熱裝置，以及用于在攪拌過程中啟動加熱裝置的控制裝置，該器具還包括用于為驅(qū)動裝置進行電力供應(yīng)的電力供應(yīng)裝置；驅(qū)動裝置和攪拌器構(gòu)造成使得攪拌器被驅(qū)動裝置通過磁力驅(qū)動作用而驅(qū)動以產(chǎn)生泡沫，而沒有穿插過容器壁的機械連接件，其特征在于，設(shè)有用于打破或防止繞容器中央垂直軸線的對稱的液體環(huán)流的干擾裝置，該干擾裝置包括產(chǎn)生至少一個相對容器中央垂直軸線偏置的磁場的驅(qū)動裝置；控制裝置構(gòu)造成用于驅(qū)動所述驅(qū)動裝置，從而以足夠高的速度磁力驅(qū)動所述攪拌器，以在所述液體被加熱時將所述液體轉(zhuǎn)變成泡沫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器具，其特征在于，攪拌器定位元件構(gòu)造成沿一旋轉(zhuǎn)軸線定位與所述驅(qū)動裝置接合的攪拌器，該旋轉(zhuǎn)軸線相對于容器的中央垂直軸線偏置，從而使攪拌器在繞所述偏置的旋轉(zhuǎn)軸線被驅(qū)動時產(chǎn)生相對所述中央垂直軸線非同軸的液體環(huán)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的器具，其特征在于，定位元件是形成在容器內(nèi)表面中的凸起部或凹座，并且該凸起部或凹座至少具有大致與攪拌器互補的形狀，以旋轉(zhuǎn)接合地接納該攪拌器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的器具，其特征在于，凸起部或凹座與容器的底部一起形成一體的壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的器具，其特征在于，攪拌器具有帶中央槽口的環(huán)形形狀，該中央槽口構(gòu)造成與凸起部接合，所述凸起部從容器底部朝容器的內(nèi)部(INT)突出，所述攪拌器具有至少一個靠近所述中央槽口的周邊定位的磁力從動部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3，4或5的器具，其特征在于，驅(qū)動裝置包括接合在容器外側(cè)(EXT)和所述凸起部內(nèi)側(cè)的磁力驅(qū)動部分，以至少與所述攪拌器的磁力從動部分共同作用，所述磁力驅(qū)動部分通過與電馬達聯(lián)接的心軸而旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的器具，其特征在于，攪拌器具有帶攪拌元件的周邊部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的器具，其特征在于，攪拌元件包括一個或多個下列元件由螺旋管形金屬線制成的匝、葉輪、葉片、柵網(wǎng)或柵條。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的器具，其特征在于，干擾裝置包括這樣一容器，該容器的構(gòu)型相對于中央垂直軸線為非圓柱形。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的器具，其特征在于，干擾裝置包括以相對中央垂直軸線偏置的方式以凸起部的形式延伸到容器中的壁和/或其它障礙物。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的器具，其特征在于，干擾裝置包括控制裝置，該控制裝置被編程用于在液體制成泡沫時多次改變攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的器具，其特征在于，容器具有這樣一液體容納表面，該液體容納表面至少由形成為一體件的底部和向上折起的邊緣組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的器具，其特征在于，所述容納表面沒有接合的連接線或不連續(xù)的連接線，并且沒有任何為孔劃界線的線。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的器具，其特征在于，加熱裝置包括與至少容器的底部接觸的電絕緣的熱阻元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的器具，其特征在于，加熱裝置包括與容器外表面接觸的至少一個“厚膜”式加熱電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的器具，其特征在于，加熱裝置包括-與所述壁接觸的有防護的電阻器式的熱阻元件；-感應(yīng)加熱裝置或紅外線加熱裝置，或-這些裝置的組合。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的器具，其特征在于，該器具包括無線的電連接組件，該組件允許支架和容器連接到可以與電源相連接的電力供應(yīng)基部支承件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的器具，其特征在于，無線連接組件包括固定到支架底部的第一連接器和固定到電力供應(yīng)基部支承件的第二連接器，當(dāng)支架站立在該基部支承件上時，這兩個連接器電連接在一起以便為支架的電力裝置提供電力。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的器具，其特征在于，控制裝置包括與加熱裝置聯(lián)接的溫度傳感器，其中控制裝置構(gòu)造成在設(shè)定的溫度點切斷加熱裝置的電力供應(yīng)，該設(shè)定的溫度點確定成使得液體在低于其沸點的溫度下并在預(yù)設(shè)時間內(nèi)加熱。
20.一種用于從奶基液體或牛奶制備泡沫的器具，該器具包括容納要制成泡沫的液體的容器，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器定位在該液體中；與容器聯(lián)接的支架；用于驅(qū)動攪拌器的系統(tǒng)；與容器聯(lián)接以加熱容器中的液體的加熱裝置，以及用于在攪拌過程中啟動加熱裝置的控制裝置；攪拌器驅(qū)動系統(tǒng)和攪拌器本身包括允許攪拌器在容器中通過磁力旋轉(zhuǎn)的磁力元件；其特征在于，攪拌器驅(qū)動系統(tǒng)和攪拌器相對于容器的中央垂直軸線偏置地定位，以防止容器中的液體繞容器的中央垂直軸線形成對稱的環(huán)流；加熱裝置分布成用于加熱容器的底部。
21.一種用于從奶基液體制備泡沫的器具，該器具包括容納要制成泡沫的液體的容器(21)，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器(4)定位在該液體中；與容器(21)聯(lián)接的支架(20)；用于驅(qū)動攪拌器的系統(tǒng)(5)；攪拌器(4)構(gòu)造成由攪拌器驅(qū)動系統(tǒng)(5)在容器(21)中磁力地驅(qū)動和保持；其特征在于，該器具包括可從電力供應(yīng)單元(3)取下的無線起泡單元(2)。
22.一種用于在一器具中從奶基食品液體制備泡沫的方法，該器具包括-容納要制成泡沫的液體的容器，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器定位在該液體中；-磁力裝置，該磁力裝置用于驅(qū)動攪拌器而沒有穿插過容器的攪拌器連接件；-用于為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置提供動力的電力供應(yīng)裝置，其特征在于，所述方法包括通過磁力作用驅(qū)動攪拌器，該驅(qū)動繞相對于容器的中央垂直軸線偏置的旋轉(zhuǎn)軸線進行，并以足以將液體轉(zhuǎn)變成泡沫的速度進行；在攪拌過程中加熱液體。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，通過直接分布在容器外表面的加熱元件進行加熱。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其特征在于，加熱元件的分布使得在被加熱表面產(chǎn)生每平方厘米15至25瓦的電功率密度，由加熱元件覆蓋的加熱表面的面積為該加熱表面的至少40％。
25.根據(jù)權(quán)利要求22，23或24的方法，其特征在于，以至少1500轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動攪拌器。
全文摘要
一種用于從奶基液體制備泡沫的器具，該器具包括容納要制成泡沫的液體的容器(21)，可旋轉(zhuǎn)的攪拌器(4)定位在該液體中；與容器聯(lián)接的支架(20)；用于驅(qū)動攪拌器的系統(tǒng)(5)。攪拌器驅(qū)動系統(tǒng)和攪拌器(4，5)包括允許攪拌器在容器(21)中通過磁力被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的磁力元件。還設(shè)有用于打破或防止繞容器的中央垂直軸線(I)的對稱的液體環(huán)流的干擾裝置(4，5，6)。
文檔編號A47J27/00GK101056570SQ200580038834
公開日2007年10月17日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者C·布瑟馬特, A·約阿基姆, F·基亞雷拉 申請人:雀巢技術(shù)公司