CN116018082A - 配备有电磁感应连续流体加热器的自动饮料制备机 - Google Patents

Abstract

在可操作地在容器(9)中分配饮料的自动饮料制备机(1)中，用于制备饮料的流体通过电磁感应连续流体加热器(25)加热，电磁感应连续流体加热器(25)具有管状体(27)，管状体(27)界定待加热流体的流动路径；管状体(27)具有末端出口段通向腔室(K)，由塞状体(37A、37B)封闭，其可移动以允许进入流动路径；塞状(37A、37B)布置在外壳(2)外部或通过外壳(2)中形成的开口(45)可拆卸和提取，以允许从外部直接进入流动路径。

Description

配备有电磁感应连续流体加热器的自动饮料制备机

相关申请的交叉引用

本专利申请要求申请日为2020年6月19日、申请号为20181250.0的欧洲专利申请和申请日为2020年9月18日、申请号为102020000022039的意大利专利申请的优先权，其公开的全部内容以引用的方式结合于此。

技术领域

本申请总体上涉及自动饮料制备机领域，特别是涉及一种配备有电磁感应连续流体加热器的桌上式或自立式自动饮料制备机。

背景技术

众所周知，自动饮料制备机通常用于制备饮料，特别是通过加热液体产品获得的热饮料，该液体产品可以是例如用于制备咖啡、茶等的水，或所有类型的牛奶，或制备热牛奶、卡布奇诺等的牛奶基混合物，甚至是气态的，例如用作加热工具的空气或气态混合物，加热工具用于例如制备饮料的加热部件。

为此，已知的自动饮料制备机具有流体产品加热器，流体产品加热器通常以存储加热器(锅炉、水壶)或连续流或直通流加热器的形式存在。

连续流体加热器根据两种不同的技术运行：电阻加热和电磁感应加热。电阻加热在领域很常见，但是电磁感应加热与前者相比在本领域并不常见。

在第一种技术中，电位差施加于加热元件的相对端，其直接或间接地由被加热的流体流动。然后在加热元件中产生电流，通过焦耳效应，以热的形式耗散能量，通过传导加热流体。

专利EP 2 044 869 A1中公开了该第一种技术的两个实施例。

在第二种技术中，使用电磁感应加热流体，以在要引起流体流动的被加热的管道内产生涡流。

当管道由导电材料制成的单管体形成时，管道能够形成几乎直线的流道路径。涡流通过焦耳效应以热的形式耗散能量，从而加热在管道中流动的流体。

或者，管道可以形成“扭曲”，通常是螺旋流道路径。在这种情况下，***件被安置在管状体内，并与管状体一起形成螺旋流道路径。

在意大利专利申请No.102019000007166和相应的国际申请No.PCT/IB2020/052950中公开了一种具有螺旋状流道路径的电磁感应连续流体加热器，均以本申请人的名义进行申请。

在上述专利申请中，电磁感应连续流体加热器用于加热水，电磁感应是通过围绕管状体的感应绕组产生的。

在另一实施例中，电磁感应是通过围绕管状体、但距离管状体有一定距离的感应而产生电磁感应。

在其它实施例中，电磁感应是通过将感应绕组与***件关联而产生。

在国际申请WO 2015/063572 A1和WO 2017/191529 A1中公开了在自动饮料制备机中的一种不同的电磁感应连续流体水加热器。水加热器包括金属加热管道和电感应绕组，电感应绕组的线圈卷绕着由电绝缘材料制成的线轴，并具有容纳有金属管道的内腔。金属管道和线轴由腔内的间隙至少部分分开，以允许单独维护金属管道和电绕组。

在实验和测试过程中，申请人体验到了电磁感应连续流体水加热器的特殊功效，这是申请人在其意大利专利申请No.102019000007166和国际申请No.PCT/IB2020/052950中的主体，其用于加热含有脂肪物质的液体，特别是用于制备主要基于牛奶的饮料的液体牛奶，如热牛奶和拿铁玛奇朵，以及用高压热水酿造的热饮，如咖啡和茶饮料，也含有液体牛奶以及热或冷、起泡或未起泡的例如浓缩玛奇朵、卡布奇诺等。

特别地，申请人已经确定这种特殊的效率源于水加热器在不燃烧包含其中的脂肪的情况下加热液体牛奶，从而保持其感官特性不变。

申请人还验证了这种水加热器如何能够有效地加热自然来源的、人工来源的、动物来源的(牛、山羊、绵羊、驴、水牛等)、蔬菜来源的、生的、新鲜的、巴氏杀菌的、全脂的、部分或全部脱脂的、UHT、无乳糖的、以及高度易消化的等当中的任何类型的液体牛奶，以及任何其他类型的牛奶。

意大利专利申请No.IT 102020000014692及相应的国际申请No.PCT/IB2021/051201的主体是用于加热液体物质或含脂肪物质的混合物的电磁感应连续流体加热器，两者均以本申请人的名义进行申请。

最后，申请人还确定了其意大利专利申请No.102019000007166中和国际申请No.PCT/IB2020/052950中的用于加热自动饮料制备机中使用的其他类型的流体的水加热器的有效性，其他类型的流体是例如气体或气体混合物，特别是用于发泡牛奶的空气，或用于已经生产的加热后饮料的空气，其温度不令人满意或用户需要与设想的温度不同。

由申请人进行的实验在很大程度上在于电磁感应连续流体加热器的如下特别有益的效果：其允许流体在短时间内被加热。

在专利US 2018/193807 A1和WO 2017/216015中公开了流体发泡机，特别是牛奶发泡机中的不同的流体加热器。

发明内容

上述电磁感应连续流体加热器代表了一种在自动热饮制备机中加热液体的功能上总体有效的技术方案。

然而，申请人已确定有效加热需要仔细地日常清洗管道，管道中的流体导致流动和定期更换过滤器的某些组件，但另一方面，这些清洗/更换操作极其困难，需要相对较长的干预时间。

这是由于已知的加热器虽然可打开或可拆卸以允许进入流体流动的路径，但实际上安装在自动饮料制备机的外壳内，处于难以到达的位置，因而必要时清洗和/或更换同一加热器的外壳部件从属于外壳部件的拆卸。对于维护/更换后的重新调试，反向操作当然是必要的。

在某些情况下，外壳的拆卸不是立即和容易的，因为有时也出于美学原因，外壳由半外壳或部件、甚至是复杂的几何形状组成，其通过“隐藏的”螺钉或螺栓连接在一起，因此不能立即进入。

在某些情况下，加热器的维护甚至要求自动饮料制备机倾斜或完全翻转，迫使维护技术人员在不舒服的条件下作业，也避免液体泄漏后顺着加热器开口或将加热器从自动饮料制备机中的液压或气动回路中脱离。

很明显，这种操作既耗时，又需要相对较大的支持/操纵空间，而这在自动饮料制备机所放置的区域通常是不可行的。

本发明的目的是提供一种具有电磁感应连续流体加热器的自动饮料制备机，其设计特点允许以简单和经济的方式解决上述问题，特别是允许立即进入加热器并使其易于维护。

根据权利要求1所述，本发明提供了一种具有电磁感应连续流体加热器的自动饮料制备机。

附图说明

图1在示意性地在立体图中示出了根据本发明的自动制备饮料机和在功能或饮料分配配置中的优选实施例。

图2与图1类似，示出了在维护配置中如图1中所示的自动饮料制备机，并且为了清晰起见移除了一些部件。

图3示出了如图1中所示的自动饮料制备机的横截面。

图4示出了图3中沿IV-IV线的横截面。

图5示出了如图2中所示的自动饮料制备机的部分拆卸维护配置中的一部分。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本发明，以使技术人员能够获得和使用本发明。对提出的实施例的各种修改应立即向本领域技术人员清楚，本文公开的一般原则可应用于其他实施例和应用，但不因此偏离所附权利要求中定义的本发明的保护范围。因此，本发明不应仅限于所描述和所示的实施例，而应根据所描述和所要求的特征授予最宽的保护范围。

如果没有其他定义，此处使用的所有技术和科学术语均具有与本发明相关领域的普通技术人员通常使用的相同含义。如果发生冲突，本描述，包括所提供的定义，应具有约束力。此外，提供的例子仅供说明目的，因此不应被认为是限制。

这里所使用的术语仅是为了描述优选的实施例，并且并不打算限制本发明的范围。

参考图1和图2，附图标记1表示可操作的自动饮料制备机，用于制备一般的饮料，特别是待加热流体从以预定义温度开始加热的热饮料，预定义温度作为待制备饮料的类型/温度以及待加热液体的化学物理和感官特性的函数。

以下术语“流体”是指任何液体产品或任何液体混合物，如水或牛奶，或任何可加热的气体物质或混合物，如空气。空气或等效的气体混合物用于酿造饮料，如茶、咖啡等，或发泡的其他物质，如天然或人工液体牛奶等。

仍然参照图1，自动饮料制备机1还包括外壳2，依次包括基壁3、上壁4、两个侧壁5和在使用中面向用户的前壁6。壁3-6之间是牢固地相互连接。

在描述的实施例中，外壳2具有前凹部7(图3)，其底部由杯9的静止表面8限定，其顶部由壁8A(图3)限定，饮料在杯9中分配，饮料分配器10从壁8A突出以在杯9中分配饮料。

参照图3，外壳2装有饮料制备组12，用于通过加热流体来制备和分配饮料，在这种情况下，流体包括液体(例如水或牛奶)和气体(例如空气或气体的混合物)。

饮料制备组件12包括流体进口回路13、加热装置14和流体出口回路15，其中，流体进口回路13接收待加热流体，加热装置14加热被接收流体，被加热流体在流体出口回路15被加热，并且，流体出口回路15具有连接到流体分配喷嘴10的流体出口。

加热装置14是电磁感应连续流体加热器，并具有连接到流体进口回路13的流体出口的流体进口14A和连接到流体出口回路15的流体出口14B。

流体进口回路13包括三向选择阀18，其具有流体地连接到供水管道19的进口端口、流体地连接到提供不同于水的液体(例如牛奶或清洁液)的液体供应管道20的进口端口、以及提供选定液体的流体出口18A。

流体进口回路13还包括可操作来控制进口空气的比例阀21，以及具有流体地连接到阀18和21的出口的进口的管状T形接头22，以及通过旋转泵23和压力传感器24流体地连接到流体出口回路15的进口的出口，其本身已知因而没有进行详细描述。

参照图3，特别是图4，加热装置14包括两个加热器25、26，它们分别安装且固定联接在外壳2中，并在由流体进口回路13提供的流体的流动方向上相互串联排列。

方便但非必要地，每个加热器25、26是申请人于2020年6月19日递交的意大利专利申请No.102020000014692中描述的类型，在此涉及，并且其公开关于必要部件整体结合于此。

方便地，两个加热器25、26是构造相同的。优选地，两个加热器25、26并排排列，如图2和图4所示，并牢固地连接到外壳2。

在一个没有说明的变体中，两个加热器25、26被堆叠起来。

在一个变体中，两个加热器25、26构造不同。

优选地，加热器25、26分别包括具有各自的纵轴线27A和28A的管状体27、28。方便的是，轴线27A和28A相互平行，并与静止平面8形成一个角度A(图3)。

在所描述的优选的非限制性实施例中，管状体27、28基本上是圆柱形的，并且两个轴线A都是直的。

无论几何形状如何，每个管状体27、28都由导电和导磁材料制成，以便通过电磁感应场而可被电磁感应加热。

加热器25、26还分别包括电绕组29、30，在所述示例中，它们分别关于轴线A同轴缠绕在管状体27、28上，并可电驱动以产生电磁感应场。

方便地，电气绕组29和30被独立地控制。方便地，绕组29被控制为将流体加热到5℃和40℃之间的温度。

绕组30可以可控地将加热器25提供的流体的温度提高到例如70℃。

在一个变体中，电绕组29和30被电串联连接并控制在一起。

再次参照图3，加热器25通过流体连接装置31流体地连接到管道13的出口。在所述示例中，流体连接装置31为塞式，包括固定空心套环32和封闭塞33，空心套环32中管状体27的下端部分突出，封闭塞33限定流体通道并且通过螺钉34固定在套环上，以限定流体密封室K的套环部分，管状体27的端部向套环部分内打开。

参照图4，加热器26通过与流体连接装置31构造相同的流体连接装置43流体地连接到流体出口管道15的进口。

参照图2和图4，加热器25、26通过流体连接组件35相互连接，该流体连接组件包括与管状体27相关联的流体连接装置37、与管状体28相关联的流体连接装置38以及连接流体连接装置37和38的管39。

方便地，流体连接装置37和38与装置31结构相同或相似，分别包括各自的套环37A、38A以及各自的塞37B、38B，它们限定了各自的流体通道，并通过螺钉40固定在各自的套环37A和37B上，以界定各自的流体密封室K的相同套环部分，其中管状体27、28的自由端向相同套环部分内打开并突出(图3、图4和图5)。

方便地，每个塞37B、38B稳定地携带纵向***件41，用术语称为“螺旋钻(auger)”，其延伸到各自的管状体27、28内部，并且被配置为引导流体通过预定的弯曲或扭曲路径加热。

在未示出的变体中，塞37B、38B去除了***件41，并且流体沿着轴线27A和28A纵向流过管状体27、28。

再次参照图3、图4和图5，流体连接组件35延伸到外壳2的固定侧壁46之外。壁46与上壁4相邻布置，位于凹部7和流体分配喷嘴10的上方，并设置有一对开口45，开口45使外壳的内部与外部连通。

在所述的示例中，管状体27、28从壁46延伸到外壳2的内部，而套环37A、38A从壁46突出。

在所述的示例中，套环37A、38A、相应的塞37B、38B以及管39完全布置在外壳2之外。它们被安置在腔室47内(图2)。

腔室47具有由侧壁46限定的后壁，并由成形的舱口48封闭。方便地，舱口48铰接到上壁4上，以在腔室47的如图1所示的封闭位置和如图2所示的打开位置之间绕铰链轴49旋转。

在饮料分配期间，舱口48保持在关闭位置，从而将流体连接组件35与外部隔离。另一方面，当加热器25、26必须进行维护时，舱口48移动到打开位置，拆除螺钉40，从而从外壳2释放塞37B、38B和套环。此时，是否从塞37B、38B中至少一个分离管39，如图5所示，塞37A、38A沿相关联的***件41提取，当设置时，使进入管状体27、28的内部是可见的(图5)。

在这些条件下，进行清洁操作的操作人员很容易将管道清洁器***管体27、28并进行清洁。清洗后，塞37B、38B被重新定位并拧回螺丝，管39被重新连接，舱口48被关闭，自动饮料制备机1再次准备操作。

从上述内容可以清楚地看出，直接从外部进入管体27、28，而无需拆卸外壳2的部分，并保持自动饮料制备机固定在相同的操作位置。一方面，大大简化了清洁和维护操作，另一方面，并大大减少了干预时间。特别是，促进了所有去除水垢的清洁操作。

除此之外，与常规的机器运行相比，维护不需要操作空间，自动饮料制备机1周围的环境不受液体或其他物质泄漏的污染，在某些情况下，即使在机器倾斜时才会发生这种情况。

加热器25、26的特殊设计和控制允许精确和逐步地控制被加热的流体的温度，以避免温度波动，从而无论被处理的流体如何，特别是在敏感液体存在的情况下，都确保最优处理。

从上面可以清楚地看出，可以对所描述的自动饮料制备机1进行修改和变更，而不超出独立权利要求所限定的保护范围。

特别是，流体连接装置37、38可以与所描述的不同。特别地，塞37B、38B以及相关联的套环37A、38A可以以示例指示以外的方式相互连接，并以示例指示以外的方式连接到外壳2，例如，通过快速耦合和释放装置，例如卡口(bayonet)或卡扣(snap-on)装置。

不仅如此，流体连接装置37、38不能完全布置在外壳2外部，但通过开口45至少部分延伸到外壳2内部，甚至布置在外壳2内部，开口45被配置为允许进入外壳2并允许从外部去除塞37B、38B，以便从外部直接进入管状体27、28，而无需拆卸外壳。

开口45可以不是分开的，而是单一开口的组成部分。

类似地，不管实施例如何，流体连接组件35和塞37B、38B可以布置在外壳2的与分配喷嘴10相关的示例指示不同的区域，例如布置在侧壁5的外部凹部，甚至在自动饮料制备机1的后壁。

在优选实施例中，加热器25、26可以布置在以下位置，即流体连接装置43也可以通过由外壳2形成的进入开口从外部进入。方便地，流体连接装置31、43的两个进入开口是相对布置的，分别位于加热器25、26的上方和下方。

此外，腔室47可以被示例指示以外的舱口封闭，或者甚至是开放室，在这种情况下无需舱口48。

最后，从前文可以清楚地看出，加热装置14只能包括一个加热器，例如，只能包括加热器25。在这种情况下，流体出口回路15从流体连接装置37延伸。

Claims (11)

1.一种自动饮料制备机(1)，用于可操作地在容器(9)中制备和分配饮料；所述自动饮料制备机(1)包括外壳(2)、用于容器(9)的支撑件(8)和饮料制备组件(14)，所述饮料制备组件(14)用于可操作地在容器(9)中制备和分配饮料；所述饮料制备组件(14)包括：

流体供给回路(13)，用于可操作地为制备饮料供应待加热流体；

流体出口回路(15)，用于供应被加热流体；和

至少一个流体地连接到所述流体供给回路(13)和所述流体出口回路(15)的电磁感应连续流体加热器(25)；

所述电磁感应连续流体加热器(25)包括：

管状体(27)，所述管状体(27)与所述流体供给回路(13)和所述流体出口回路(15)流体地连通，并界定所述待加热流体流动的路径；和

流体连接装置(37)，所述流体连接装置(37)设置在管状体(27)末端和流体出口回路(15)之间，并界定腔室(K)，所述管状体(27)的端部向所述腔室(K)内打开；

所述流体连接装置(37)包括：塞状体(37A、37B)，以关闭所述腔室(K)，并且，所述流体连接装置(37)被配置为限定与所述腔室(K)连通的流体通道；

可释放连接装置(40)，以保持塞状体(37A、37B)；以及

电绕组(29)，以可电驱动地产生电磁感应场以加热在所述管状体(27)中流动的流体；

其特征在于，所述外壳(2)具有开口(45)，使所述外壳(2)的内部与外部连通；所述塞状体(37A、37B)设置在所述外壳(2)的外部，或者通过所述开口(45)而能够从所述外壳(2)提取；并且，所述可释放连接装置(40)能够通过从所述外壳(2)外部的动作而移动。

2.根据权利要求1所述的自动饮料制备机(1)，其中，管状体(27)具有穿过所述塞状体(37A、37B)的纵向轴线(27A)，并且所述轴线(27A)穿过所述开口(45)。

3.根据权利要求1或2所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述自动饮料制备机(1)还包括舱口(48)，所述舱口(48)联接到所述外壳(2)并能够在封闭位置和打开位置之间移动，其中，在所述封闭位置处所述塞状体(37A、37B)被阻止进入，在所述打开位置处允许拆卸和去除所述塞状体(37A、37B)并直接进入所述流体通道。

4.根据权利要求1所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述开口(45)形成在布置在所述支撑件(8)上方的所述外壳(2)的壁中。

5.根据权利要求1或2所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述自动饮料制备机(1)还包括设置在所述外壳(2)外部的分配喷嘴(10)，以在所述容器(9)中分配饮料；所述开口(55)形成在所述分配喷嘴(10)的上方。

6.根据前述权利要求中任一项所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述支撑件(8)包括用于容器(9)的静止表面(8)，并且所述轴线(27A)相对于所述静止表面(8)倾斜。

7.根据前述权利要求中任一项所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述自动饮料制备机(1)还包括至少一个其他电磁感应连续流体加热器(26)，所述其他电磁感应连续流体加热器(26)串联连接到所述电磁感应连续流体加热器(25)；所述其他电磁感应连续流体加热器(25)包括至少一个其他管状体(28)，所述其他管状体(28)还界定所述待加热流体流动的其他路径；其他流体连接装置(38、39)布置在两个电磁感应连续流体加热器(25、26)之间；所述其他流体连接装置(38、39)界定其他腔室(K)，所述其他管状体(28)的端部段在所述其他腔室(K)中打开，并且，所述其他腔室(K)包括其他塞状体(38A、38B)以关闭所述腔室(K)，并配置为限定与所述其他腔室(K)连通的其他流体通道；其他可释放连接装置(40)设置为使所述塞状体(38A、38B)能够去除；其他可电驱动电绕组(30)设置为产生电磁感应场以加热在所述其他管状体(28)中流动的流体；所述其他塞状体(38A、38B)设置在外壳(2)的外部或能够通过在所述外壳(2)中形成的其他开口(45)而从外壳(2)提取；所述可释放连接装置(40)能够通过从所述外壳(2)外部的动作而移动。

8.根据权利要求7所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述流体连接装置包括流体连接管，以将所述腔室(K)连接到所述其他腔室(K)；所述管(39)至少部分地延伸到所述外壳(2)之外，并且被配置为与至少一个所述腔室(K)分离。

9.根据权利要求7所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述管状体(27、28)中的至少一个容纳有引导构件(41)，以在加热期间沿弯曲的路径引导流体流动；所述引导构件(41)牢固地连接到相关联的所述塞状体(37A、37B、38A、38B)，并且能够通过相关联的所述开口(45)提取。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的自动饮料制备机(1)，其中，所述塞状体(37A、37B)和所述其他塞状体(38A、38B)并排布置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的自动饮料制备机(1)，其中，电绕组(29、30)是操作独立的和选择性地电驱动，以在不同温度下加热沿各自的路径流动的流体。

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