KR20110133578A - 우유 거품 제조 장치 - Google Patents

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KR20110133578A
KR20110133578A KR1020117022913A KR20117022913A KR20110133578A KR 20110133578 A KR20110133578 A KR 20110133578A KR 1020117022913 A KR1020117022913 A KR 1020117022913A KR 20117022913 A KR20117022913 A KR 20117022913A KR 20110133578 A KR20110133578 A KR 20110133578A
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KR
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milk
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supply line
steam
producing
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KR1020117022913A
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마르쿠스 브뢴니만
크리슈토프 레너
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델리카 아게
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Abstract

본 발명은 증기 및 공기를 이용하여 우유 거품을 생산하기 위한 장치(11)에 관한 것으로서, 상기 장치는 흡입 효과를 얻기 위한 수렴-발산 노즐(2)을 포함한다. 흡입 효과에 의해서 우유가 우유 컨테이너(5)로부터 노즐(2) 내로 유입될 수 있는 방식으로, 우유 공급 라인(4)이 노즐에 연결된다. 노즐(2)은 사출-성형 프로세스에서 생성되는 단일-피스 구성요소로서 구성되고 노즐 유입구 개구부(14), 노즐 배출구 개구부(17), 및 우유 취입 피팅(20) 형태의 우유 공급 라인 연결부를 포함한다. 유동 방향과 관련하여 노즐의 노즐 유입구 개구부(14) 이전에 공기 유입구가 배치된다. 공기를 증기 공급 라인(3) 내로 공급하기 위해서 제어 가능한 공기 펌프(6)가 제공된다.

Description

우유 거품 제조 장치{DEVICE FOR PRODUCING MILK FROTH}
본원 발명은 특허청구범위 제1항의 소위 전제부에 기재된 바와 같은 우유 거품 제조 장치에 관한 것이다. 이러한 종류의 장치는 카푸치노나 라떼 마키아또와 같은 커피 음료를 위한 우유 거품 제조를 위해 사용될 수 있을 것이다. 그러한 장치는 커피 머신을 포함하는 구성품의 일부일 수 있을 것이다. 그러나, 또한 그러한 장치를 독립형 머신으로서 구성할 수 있다는 것도 분명할 것이다.
우유 거품을 제조하기 위한 시스템이 비교적 오랜 기간 동안 사용되어 왔다. 일반적인 타입의 일종인 장치가 WO 2005/102126 A2에 기재되어 있다. 그러한 공보에는 우유 컨테이너 및 우유 거품 형성을 위한 벤투리관(Venturi)-타입 노즐을 구비하는 이동형 유닛이 도킹(dock)될 수 있는 커피 머신이 기재되어 있다. 노즐은 증기를 위한 노즐 유입구 개구부, 공기 유입구, 우유 유입구 및 노즐 배출구 개구부를 구비한다. 방출 개구부를 형성하는 각을 이룬(angled) 파이프 피스(pipe piece)가 노즐 배출구 개구부에 고정된다. 우유 거품을 생성하는 데 필요한 공기는 주변 공기로부터 이용될 수 있을 것이고 흡입 효과를 이용하여 노즐 내로 인입된다. 이러한 장치의 하나의 단점은, 예를 들어, 공기 공급을 실행하고 조정하는 것이 비교적 복잡하다는 것이다. 결과적으로, 우유 거품 및 그에 따른 커피/우유 음료의 품질이 종종 비교적 높은 요구를 충족시키지 못한다. 예를 들어, 실질적으로, 이러한 장치를 이용하여 생산되는 우유 거품의 온도를 제어하기가 비교적 어렵다는 것이 알려졌다. 특히, 그러한 장치는 비교적 복잡한 구성을 가진다. 이는, 특히, 다부품 구성의 우유 거품기 노즐과 관련된다. 그에 따라, 그러한 노즐은 일회용(disposable) 물품으로서 적합하지 않을 것이다.
EP 1 707 090 에는 혼합 요소를 구비한 우유 거품 생성용 장치가 기재되어 있다. 혼합 요소는 증기 공급 라인에 연결될 수 있는 하나 이상의 증기 유입구 도관, 우유 공급 라인에 연결될 수 있는 우유 유입구 도관, 분배 라인에 연결될 수 있는 분배 도관, 및 공기 유입구 도관을 구비한다. 그러나, 우유를 위한 흡입 작용을 생성하기 위한 노즐은 제공되지 않는다. 우유는 필수적으로 펌프에 의해서 공급된다.
마지막으로, DE 44 45 436 에는 우유 거품 형성을 위한 거품 형성 장치가 기재되어 있다. 노즐 부분에 더하여, 상기 거품 형성 장치는 증기를 위한 급송(feed) 라인, 공기를 위한 급송 라인 및 우유를 위한 급송 라인을 구비하고, 상기 급송 라인들은 혼합 영역에 통합된다. 공기용 급송 라인은 제어가능한 방식으로 공기를 취입하기 위한 압축 공기 공급원에 연결된다. 이러한 경우에, 공기가 증기 라인으로 취입되는 위치는 노즐 부분의 상류가 될 수 있다. 그러나, 상기 장치는 콤팩트하고 조작자에게 불편하다. 이와 관계 없이, 노즐 부분의 세척이 문제가 된다.
그에 따라, 본원 발명의 목적은 공지된 문헌의 단점을 회피하는 것이고, 특히, 본원 명세서의 도입부에 기재된 타입의 장치로서 우유 거품 생성을 위한 공기 공급부가 단순한 방식으로 변경될 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 특히, 상기 장치는 공기 공급부가 바람직한 방식으로 제어될 수 있도록 그리고 조정될 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 장치는 또한 단순한 구성과 개선된 위생 상태를 특징으로 할 수 있을 것이고 사용자 친화적일 것이다.
본원 발명에 따라서, 이러한 목적들은 제1항의 특징들을 나타내는 장치에 의해서 달성된다. 우유 거품을 생성하기 위한 그리고 가능한 경우에 우유를 가열하기 위한 장치는 증기 공급 라인을 구비할 수 있고, 상기 증기 공급 라인에는 노즐 유입구 개구부를 구비한 노즐이 유동 방향으로 연결될 수 있을 것이다. 노즐은 노즐 도관을 구비할 수 있고, 상기 노즐 도관의 단면은 노즐 유입구 개구부로부터 수축된 도관 섹션으로 테이퍼링(tapering)된다. 이어서, 도관 단면은 노즐 배출구 개구부의 방향으로 확장될 수 있을 것이다. 수축된 도관 단면에서의 가속된 유동에 의해서 생성되는 흡입 작용을 이용하여, 우유가 우유 컨테이너로부터 노즐 내로 유입될 수 있을 것이다. 공기 유입구가 노즐의 내부에 위치되지 않고 노즐 외부에 위치됨으로서 많은 이점들이 제공된다. 예를 들어, 노즐 자체가 단순한 구성을 가질 수 있다. 그러나, 공기 유입구의 국부적인 위치 변경도 제어 및 조정과 관련하여 이점을 가진다. 또한, 본원 발명에 따른 구성품(arrangement)이 바람직한 위생적 효과를 제공하는데, 이는 장치의 단지 몇 개의 부분 또는 섹션만이 우유와 접촉하기 때문이다.
그러한 장치는 증기 공급 라인으로 공기를 도입하기 위해서 공기 급송 라인 수단에 의해서 공기 유입구 개구부에 연결된 또는 연결될 수 있는 공기 펌프를 구비한다. 공기 급송 라인 수단은 공기 공급 라인일 수 있다. 이러한 종류의 라인은 호스로서 구성될 수 있을 것이다. 그러나, 밸브들도 공기 급송 라인 수단이 될 수 있을 것이다. 이러한 방식으로 공기 펌프를 증기 공급 라인에 연결함으로써, 공기 공급이 특히 단순한 방식으로 셋팅되고 제어될 수 있다. 그러한 장치가 또한 (우유 거품 형성 없이) 우유가 가열될 수 있는 방식으로 작동될 수 있다는 것이 분명하다. 예를 들어, 공기 펌프는 격막 공기 펌프 또는 압축기 공기 펌프일 수 있을 것이다.
장치를 고정형 설비 구성요소(stationary appliance component)로 그리고 이동형 노즐 구성요소로 분할하는 것은 유리한 효과를 제공하는데, 그러한 효과는 결국 거품 형성에 필요한 모든 제어 가능한 요소들이 설비 하우징 내에 수용될 수 있게 허용하고, 결과적으로 우유 컨테이너 및/또는 노즐의 취급에 부정적인 영향을 미치지 않게 한다. 예를 들어, 도입부에 기재된 바와 같은 WO 2005/102126와 대조적으로, 공기 공급이 노즐 구성요소에서 제어될 필요가 없기 때문에, 노즐 자체가 매우 단순한 구성을 가질 수 있을 것이고, 필요한 경우에, 일회용 물품으로서 구성될 수 있을 것이다. 불충분한 거품 형성을 초래할 수 있는 부정확한 조작은, 신뢰 가능하게 배제된다.
특허청구범위에 기재된 장치와 관련하여, "고정형(stationary)" 및 "이동형"이라는 용어는, 예를 들어 세척을 목적으로, 노즐 구성요소가 설비 구성요소로부터 분리될 수 있고 재-삽입될 수 있는 한편, 설비 구성요소는 항상 동일한 위치에 있을 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 상기 설비 구성요소의 위치를 언제든지 용이하게 변화시킬 수 있다는 것을 고려할 때 설비 구성요소들도 이동형이 될 수 있다는 것이 분명하다. 그러나, 예를 들어 조합된 부엌 설비내의 내장형(built-in) 버전도 가능할 것이다. 이러한 경우에, "우유 공급 라인"이라는 용어는, 길이와 관계 없이, 노즐 내로 개방된 임의의 고정된(fixed) 또는 탄력적인(flexible) 라인으로서 이해될 수 있을 것이다.
증기 공급 라인 내의 증기/공기 혼합물의 혼합비를 미리 규정(prespecifying)하기 위한 공기 펌프를 제어할 수 있는 제어 수단을 상기 장치가 구비하는 경우에 특히 유리할 것이다. 제어 수단은 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 그에 따라, 공기 공급이 용이하게 변경될 수 있고, 그 결과, 카푸치노 및 라떼 마키아또와 같은 여러 가지 우유 음료 및 커피/우유 음료가 단순한 방식으로 그리고 고품질로 준비될 수 있을 것이다. 그러나, 또한, "고온 우유" 모드의 경우에 공기 펌프가 작동되지 않거나 공기 펌프가 부분적인 로드(partial-load) 모드로만 작동되도록, 공기 펌프가 제어 수단에 의해서 제어될 수 있을 것이다. 이러한 구성을 이용하여 증기/공기 스트림의 온도가 단순하고도 유리한 방식으로 셋팅될 수 있을 것이다. 또한, 전술한 제어된 공기 펌프에 의한 공기 공급은 충분한 양의 고온 우유 거품 또는 고온 우유가 생산될 수 있도록 보장한다.
또한, 상기 장치는 용수 컨테이너, 상기 용수 컨테이너에 연결된 용수 펌프, 그리고 상기 용수 펌프에 연결되고 증기를 증기 공급 라인으로 제공할 수 있는 증기 발생기를 구비할 수 있다. 이러한 장치가 용수 펌프의 펌핑 용량을 변경하기 위한 제어 수단을 구비하는 것이 특히 유리할 것이다.
노즐은 수축된 도관 섹션에서 가장 좁은 지점의 대략적인 영역에서 바람직하게는 노즐 도관 내로 개방된 우유 공급 도관을 구비할 수 있다. 흡입 효과를 이용하여, 이러한 구성에 의한 특히 효과적인 방식으로, 우유가 흡입에 의해서 노즐로 유입될 수 있다.
추가적인 실시예에서, 노즐은 바람직하게는 일체형 구성요소의 형태인 것이 유리할 수 있고, 그러한 일체형 구성요소의 형태는 바람직하게는 사출-성형 프로세스를 이용하여 생산되고 유리하게는 플라스틱으로 이루어진다. 이러한 종류의 노즐이 단순하고 저-비용 방식으로 생산될 수 있을 것이다. 그에 따라, 노즐은 적절한 일회용 제품이 될 수 있을 것이다. 이러한 일체형 구성요소는 노즐 유입구 개구부, 노즐 배출구 개구부 및 우유 공급 라인 연결부를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 우유 공급 라인 연결부는 우유 공급 라인의 연결을 위한 우유 취입 피팅(milk intake fitting)으로서 구성될 수 있고, 상기 우유 취입 피팅은 노즐 도관에 연결된 우유 공급 도관을 둘러싼다. 우유 공급 라인은 플러그-타입 또는 스냅-작용(snap-action) 연결부에 의해서 우유 취입 피팅에 분리가능하게 고정되거나 고정될 수 있다.
노즐의 노즐 배출구 개구부는 우유 거품을 컵으로 방출하기 위한 노출된 방출 개구부를 구비할 수 있다. 그에 따라, 방출 개구부를 생성하기 위한 부가적인 구성요소들은 필요치 않다.
노즐 도관은 편향부를 구비할 수 있고, 그에 따라 노즐 유입구 개구부 영역에서의 유동 방향 및 노즐 배출구 개구부 영역에서의 유동 방향이 서로에 대해서 임의의 희망하는 각도로 연장될 수 있고, 바람직하게는 직각으로 연장될 수 있다. 이어서, 우유 공급 도관이 편향부 하류의 또는 편향부의 영역에서 대략적인 직각으로 노즐 도관 내로 개방되는 것이 바람직할 것이다. 각각의 경우에 노즐 유입구 개구부 및 노즐 배출구 개구부와 관련된 도관 섹션 그리고 우유 공급 도관이 각각 규정된 각도로, 바람직하게 직각으로 배향될 수 있을 것이다. 그러나, 노즐 배출구 개구부 영역 내에서 그리고 노즐 유입구 개구부 사이에서 주요 유동 방향이 변화되지 않도록, 노즐 도관이 직선 라인으로 연장될 수 있다는 것도 명확할 것이다.
노즐이 베이요넷 피팅(bayonet fitting)에 의해서 증기 공급 라인에 연결되었을 때 또는 연결될 수 있을 때, 취급이 더욱 단순화될 수 있을 것이다. 그러나, 노즐이 다른 일부 방식으로 증기 공급 라인에 분리가능하게 연결될 수도 있다는 것이 명확할 것이다. 예를 들어, 유니언 너트의 도움을 받는 나사식 커플링 또는 신속-작용(quick-action) 커플링, 또는 록킹 수단(locking means)이 없는 단순한 플러그-타입의 커플링이 이용될 수 있을 것이다.
노즐은 피봇이 가능하게, 그리고 바람직하게는 분리가능하게 우유 컨테이너의 커버 부분에 대해서 고정되거나 또는 고정될 수 있다. 시작 위치에서, 노즐은 공간-절약 방식으로 우유 컨테이너에 고정될 수 있다. 우유 거품이 컵으로 직접 방출될 수 있는 각도의 방출 위치로 노즐이 피봇팅될 수 있다.
특히 바람직하게, 공기는 바람직하게 지름(격막 개구)이 0.2 mm 내지 2 mm인 격막에 의해서 증기 공급 라인으로 공급된다. 이러한 격막은 또한 슬릿 격막의 형태일 수도 있고 다른 임의의 희망하는 기하학적 형상을 가질 수도 있다.
본원 발명의 추가적인 측면은 전술한 장치 및 커피 추출(brewing)용 커피 머신을 구비한 구성품에 관한 것이다. 예를 들어, 이러한 종류의 커피 머신은 완전 자동 커피 머신이고, 이때 버튼이 눌려진 후에 커피 원두가 먼저 자동적으로 분쇄되고, 이어서 추출된다. 커피 머신이 또한 캡슐, 파우치 또는 다른 1회용 소포장(portion packs)을 이용하는 머신일 수 있다는 것도 분명하다.
설비 구성요소는 우유 컨테이너를 수용하기 위한 도킹 지점을 가지는 하우징을 포함할 수 있고, 상기 도킹 지점은, 예를 들어, 수용 리세스의 형태이다. 또한, 적어도 물과 전기가 커피 머신에 의해서 공급되는 상태에서, 전체 설비 구성요소가 커피 머신에 도킹될 수 있다.
진행하는 또는 후속하는 프로세스 단계들에 따라서 증기 발생기 내에 남아 있는 잔류 물 및/또는 증기가 증기 발생기의 가열에 의해서 제거될 수 있도록 하는 방식으로 증기 발생기가 제어될 수 있다. 이는, 실제 증기 발생 프로세스가 시작되기 전에, 증기 발생기가 비어 있는 규정 상태로 시스템이 전환될 수 있게 보장한다. 증기 발생기의 온도가 특정 온도 이하로 낮아졌을 때 각각의 거품 생성 프로세스에 앞서 제거 프로세스를 실시하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 음압으로 인해서 증기 발생기 내로 유동된 물, 또는 헹굼(rinsing) 프로세스나 물때 제거(descaling) 프로세스로부터의 물이 신뢰성 있게 제거된다.
가열 프로세스 동안에, 실제 거품의 전달에 앞서 제 1 증기 쿠션(cushion)이 축적될 수 있도록 하기 위해서, 규정된 양의 물이 시스템 내로 다시 펌핑된다. 이러한 경우에, 과다한 증기가 과압 밸브를 통해서 외부로 안내될 수 있고, 그러한 과압 밸브는 과다 증기압 축적을 제한한다. 대안으로서, 증기 공급 라인 내의 제어식 증기 밸브를 통해서 과다 증기압을 감소시킬 수도 있을 것이다. 이는, 예를 들어, 매니폴드 밸브일 수 있다.
우유 공급 라인을 통해서 흡입에 의해 우유가 유입되지 않도록 하는 방식으로 그리고 물이 우유 컨테이너 내로 유입되지 않도록 하는 방식으로, 세척을 위해서, 증기 공급 라인 및 노즐이 물로 플러싱(flush)될 수 있다. 이를 위해서, 용수 펌프의 유량 및 물의 양이 제조업자에 의해서 상응하게 조정되어야 할 것이다. 이러한 종류의 헹굼 작업은, 헹굼 프로세스를 위해서 우유 컨테이너를 분해하여야 할 필요가 없다는 이점을 제공한다.
이동형 노즐 구성요소가 특히 유리하게 설비 구성요소에 회전가능하게 또는 피봇가능하게 장착될 수 있고, 우유 컨테이너를 노즐 구성요소와 무관하게 우유 공급 라인으로 연결할 수 있을 것이다. 이는, 노즐 구성요소이 우유 컨테이너와 함께 제거될 필요가 없다는 이점을 제공하고, 그에 따라, 예를 들어, 우유 컨테이너가 냉각기 내의 공간을 불필요하게 차지하지 않는다는 이점을 제공한다.
그러나, 대안으로서, 노즐은 바람직하게는 분리가능하게, 우유 컨테이너의 커버 부분에 고정될 수 있다. 이어서, 우유 컨테이너가 모든 계획 및 목적을 위해서 이동형 노즐 구성요소와 연관될 수 있다. 이러한 경우에, 노즐이 제 1 회전 방향으로 설비 구성요소에 연결되고 제 2 회전 방향으로 설비 구성요소로부터 분리되도록 하는 방식으로, 노즐이 커버 부분에 회전가능하게 장착되는 경우에 특히 바람직하다. 이는, 베이요넷 피팅의 도움으로 특히 유리한 방식으로 달성될 수 있을 것이다.
또한, 노즐 구성요소를 설비 구성요소에 연결하는 것이 센서의 도움으로 이루어질 수 있는 경우에, 노즐 구성요소가 연결되었을 때에만 설비 구성요소 내의 증기 발생을 활성화시킬 수 있다는 이점이 제공될 수 있을 것이다. 이는, 노즐 구성요소가 삽입되지 않았을 때, 고온 증기가 제어되지 않은 방식으로 설비 구성요소로부터 배출되는 것을 방지할 수 있을 것이다. 바람직하게, 센서는 설비 구성요소와 연관되고 설비 구성요소 내의 제어 시스템에 작동 가능하게 연결된다. 상기 센서는 기계적 센서일 수 있고, 예를 들어 마이크로 스위치일 수도 있고, 전기 센서일 수도 있다.
0.2 내지 2 바아(bar), 바람직하게 약 1 바아의 압력에서 공기가 증기 공급 라인으로 공급될 수 있을 때, 특히 양호한 결과가 얻어질 수 있을 것이다. 너무 많은 공간을 차지하지 않는 상업적으로 이용가능한 공기 펌프를 이러한 압력 범위에서 이용할 수 있을 것이다.
가장 좁은 지점의 영역에서, 노즐의 직경은 0.5 내지 2.5 mm, 바람직하게는 약 1.5 mm가 될 수 있을 것이다. 또한, 노즐 상류의 우유 공급 라인이 0.5 내지 2.5 mm2, 바람직하게 약 1.25 mm2 의 단면적을 가지는 것이 바람직할 것이다. 가장 좁은 지점의 영역과 접합되는 노즐 도관 내로의 유입구에서의 직경은 0.6 mm 내지 2.7 mm, 바람직하게는 약 1.7 mm가 된다. 이러한 치수들은 또한 우유 거품 형성을 위한 통상적인 장치의 노즐의 경우에 매우 바람직할 것이다.
또한, 노즐이 2 내지 15 mm, 바람직하게는 약 6 mm 내지 8 mm의 배출유동(outflow) 직경을 가지는 것이 바람직할 것이다. 이는, 컵의 크기에 무관하게 양호한 거품 분배를 보장한다.
3/2-방향 차단(way shut-off) 밸브가 증기 발생기와 노즐 사이에 정렬되는 것이 추가적으로 바람직할 것이고, 상기 3/2-방향 차단 밸브는 폐쇄 상태에서 하류 방향을 따라 증기 공급 라인을 환기한다. 이는, 우유가 흡입에 의해서 증기 발생기 내로 유입되는 것을 신뢰할 수 있게 방지한다. 대안으로서, 역류-방지 밸브 형태의 소위 진공 릴리프 밸브가 진공 방지를 위해서 통합될 수 있을 것이다. 또한, 적절한 방식으로 공기 유입구 개구부를 구성함으로써 또는 공기 펌프의 작동을 유지함으로써 진공이 또한 방지될 수 있을 것이다.
에너지와 관련하여, 용수 펌프에 대한 적절한 펌프 출력이 주어진다면 그리고 완전한 냉각 시스템과 함께 라인 단면이 적절하게 구성된다면, 60 초 이내에, 바람직하게 적어도 30 초 이내에 거품을 생성할 수 있는 방식으로 증기 발생기가 바람직하게 구성된다.
또한, 우유가 흡입에 의해서 우유 컨테이너로부터, 특히 컵으로부터 유입될 수 있도록, 그리고 고온 우유로서 또는 우유 거품으로서 다시 동일한 우유 컨테이너 내로 다시 분배될 수 있도록, 우유 공급 라인 및 노즐의 노즐 배출구 개구부, 또는 상기 노즐 배출구 개구부에 연결된 방출 파이프가 이동형 노즐 구성요소에 배치된 경우에, 설비의 특정 타입에서 바람직할 수 있을 것이다. 이는, 비교적 적은 용기(vessels)의 경우에도 이러한 순환 작업이 가능하도록, 대응 구성요소들의 기하학적 정렬(geometric arrangement)을 명확하게 필요로 한다. 그러나, 흡입 파이프 및/또는 분배 파이프가 적어도 부분적으로 가요성을 가지도록 구성되는 것도 가능할 것이다. 순환 작업에서 장치를 이용하는 것은 주요한 이점을 가지는데, 그러한 이점은 우유를 장치 내에 저장할 필요가 없이 특별한 해당 순간에 요구되는 우유의 양만이 이용된다는 것이며, 이는 냉각되지 않은 상태에서 중요하다.
본 발명에 따르면, 공지된 문헌의 단점을 회피하고, 특히, 앞서 설명된 타입의 장치로서 우유 거품 생성을 위한 공기 공급부가 단순한 방식으로 변경될 수 있는 장치를 얻을 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 장치는 공기 공급부가 바람직한 방식으로 제어될 수 있도록 그리고 조정될 수 있도록 되어 있으며, 더욱이 단순한 구성과 개선된 위생 상태를 특징으로 할 뿐만 아니라 사용자 친화적이다.
첨부 도면 및 이하의 예시적인 실시예에 관한 설명으로부터, 본원 발명의 추가적인 이점들 및 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 우유 거품을 제조하기 위한 장치 및 커피 머신을 구비하는 구성품을 도시한 도면이다.
도 2는 우유 거품을 생산하기 위한 본원 발명에 따른 장치를 간략하게 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 따른 구성품을 위한 우유 거품 생산 장치를 도시한 분해도이다.
도 4는 도 3에 따른 장치의 측면도이다.
도 5는 노즐이 시작 위치에 있는 장치를 통한 부분 단면과 함께 도시한 측면도이다.
도 6은 노즐이 외측으로 피봇팅되어 있는 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 선 A-A를 따라 취한 장치의 단면도이다.
도 8은 증기 공급 라인의 파이프 피스 및 상기 파이프 피스에 연결된 공기 펌프를 통한 길이방향 단면도이다.
도 9는 도 8에 따른 공기 펌프를 구비한 파이프 피스의 사시도이다.
도 10은 우유 거품을 생산하기 위한 추가적인 장치를 도시한 도면이다.
도 11은 커피 머신에 독킹될 수 있는 추가적인 구성품의 사시도이다.
도 12는 도 11에 따른 구성품을 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
도 13은 측벽이 제거된 상태로 도 11에 따른 구성품을 도시한 측면도이다.
도 14는 노즐 구성요소가 부착된 상태로 도 13의 도시 내용을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 15는 도 14의 노즐을 도시한다.
도 16은 도 15의 노즐의 평면 I-I를 따라서 취한 단면도이다.
도 17은 도 15에 따른 노즐의 'A'를 상세하게 도시한 도면이다.
도 18은 도 16에 따른 노즐의 'B'를 상세하게 도시한 도면이다.
도 19는 도킹된 설비 구성요소와 함께 전체 커피 머신을 도시한 도면이다.
도 20은 저장 위치에서 커버 부분 및 노즐과 함께 우유 컨테이너를 도시한 사시도이다.
도 21은 도 17에 따른 우유 컨테이너 상의 커버 부분을 도시한 사시도이다.
도 1은 도면부호 '1'로 표시된 구성품을 전체적으로 도시한 도면이며, 그러한 구성품은 커피(K)를 추출하기 위한 커피 머신(13) 그리고 상기 커피 머신에 도킹된 우유 거품(S)을 생산하기 위한 장치(24)를 구비한다. 상기 커피 머신은 커피 원두를 포함하는 통상적인 완전 자동 커피 머신 또는, 예로서, 소위 캡슐 머신일 수 있다. 그러한 커피 머신의 기본적인 구성은 공지되어 있으며 소위 당업자에게 익숙하고, 그에 따라 커피 머신에 대한 보다 구체적인 설명을 생략하였다. 커피 머신(13)은, 증기 발생을 위한 그리고 우유, 증기 및 공기를 유제화(emulsify)하여 우유 거품을 생산하기 위해서 공기를 공급하기 위한 수단을 구비하고, 상기 수단은 여기에서 설명하는 대신에 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 장치(13)는 우유 컨테이너(5)를 포함하고, 상기 우유 컨테이너(5)에는 노즐(2)이 통합된다. 우유 컨테이너는 커버 부분(24)에 의해서 폐쇄된다. 노즐(2)은 커버 부분(24)의 내부에 피봇식으로 고정된다. 도 1에서, 노즐은 외측으로 피봇된 위치(방출 위치)에 배치되어 있고, 그러한 위치에서 우유 거품(S)이 컵(도시하지 않음) 내로 분배될 수 있다. 도면 부호 2'는 다른 방출 위치에서의 노즐을 나타낸다.
도 2는 우유 거품기 장치(11)의 기본적인 구성 및 작동 방식을 도시하는 개략도이다. 이러한 장치(11)에서, 증기, 공기 및 우유가 노즐 내에서 서로 혼합되고 유제화된다(유동 방향이 화살표로 표시되어 있음). 이러한 방식으로 생성되고 도면부호 S로 표시된 우유 거품이 최종적으로 컵(도시하지 않음) 또는 다른 수용기로 유입된다. 증기를 생산하기 위해서, 물(W)이 용수 펌프(7)의 도움으로 용수 컨테이너(8)로부터 유입된다. 이어서, 물이 증기 히터(9)를 통과한다. 이어서, 증기가 증기 공급 라인(3)을 통해서 노즐(2)로 진행된다. 노즐(2)은 수렴-발산형 도관 단면을 갖는 노즐 도관을 구비한다. 노즐 유입구 개구부는 도면부호 14로 표시되며, 노즐 배출구 개구부는 도면부호 17로 표시된다. 노즐(2)의 수축된 도관 섹션 내에서의 가속된 유동에 의해서 발생된 흡입 작용을 이용하여, 우유(M)가 흡입에 의해서 우유 컨테이너(5)로부터 우유 공급 라인(4)을 경유하여 노즐(2) 내로 유입된다.
거품을 생성하기 위해서, 공기가 증기와 혼합되어야 한다. 이를 위해서, 바람직하게 주변 공기 형태인 공기(L)가 10 내지 100 kPa의 압력 하에서 공기 공급 라인(30)을 경유하여 공기 펌프(6)의 도움으로 증기 유동으로 공급된다. 공기 유입구 개구부(18)가 유동 방향과 관련하여 노즐의 전방에서 노즐 유입구 개구부(14)의 상류에 위치된다. 점선(27)은 커피 머신의 하우징 벽을 나타낸다. 특별한 변형 실시예(도 3 내지 도 7 참조)의 경우에, 라인(27)은 장치(11)를 두 부분으로 분할하는 분할선으로 간주될 수 있을 것이다. 하나의 부분, 즉 첫 번째로, 증기 발생을 위한 구성요소(7, 8, 9) 및 두 번째로 가압 공기 공급을 위한 구성요소(6)가 커피 머신과 연관된다. 장치의 나머지가 커피 머신으로부터 분리될(uncoupled) 수 있다. 마지막으로 언급한 이동형 부분은, 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐(2) 및 우유 컨테이너(5)를 명백하게 포함한다.
용이하게 분리될 수 있는 커플링 수단을 이용하여, 분할선(27)은 장치를 설비 구성요소(40)로 그리고 노즐 구성요소(41)로 분명하게 구획하고, 그러한 커플링 수단에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
희망하는 음료(예를 들어, 카푸치노 또는 라떼 마키아또)에 따라서, 공기의 다양한 부피 유동이 증기 라인으로 공급될 수 있다. 공기의 부피 유동이 제어 수단(12)의 도움으로 제어되며, 상기 제어 수단을 이용하여 펌핑 용량을 변화시킬 수 있을 것이다. 그러나, 공기가 공급되지 않도록 장치(11)가 또한 작동될 수 있을 것이다. 그에 따라, 또한, 장치를 이용하여 고온 우유를 생산할 수 있을 것이다. 조정 밸브(도시하지 않음)가 공기 공급 라인(30) 내에 정렬될 수 있다. 대안으로서, 역류-방지 밸브들 또는 작동된 차단 밸브들이 조정 밸브 대신에 이용될 수 있을 것이다. 증기 공급은 바람직하게는 제어 수단(10)의 도움으로 제어되며, 그러한 제어 수단을 이용하여 용수 펌프(7)의 펌핑 용량을 변화시킬 수 있을 것이다. 두 개의 제어 수단(10 및 11)이 공통 전자 데이터 처리 장치의 구성 부분이 될 수 있을 것이다.
또한, 원칙적으로, 우유가 흡입에 의해서 장치와 연관된 우유 컨테이너로부터 인입되지 않게 할 수 있고, 그 대신에 우유가 흡입에 의해서 컵으로부터 직접적으로 인입되고 다시 컵으로 방출되게 할 수 있을 것이다. 이러한 방식으로 이용되는 장치의 경우에, 우유가 과열되는 것을 방지하기 위해서, 컵의 부피에 따라 프로세스의 작동 시간이 제한되어야 할 것이다.
장치(11)의 하나의 가능한 개량 실시예의 구조적인 상세사항들을 도 3에서 취합할 수 있을 것이다. 노즐(2)이 일체형 구성요소에 의해서 형성된다. 이러한 종류의 플라스틱 구성요소는 사출-성형 프로세스에서 단순한 방식으로 생산될 수 있을 것이다. 노즐 유입구 개구부(14) 및 노즐 배출구 개구부(17)에 더하여, 노즐(2)은 우유 취입 피팅(20) 형태의 우유 공급 라인 연결부를 구비한다. 노즐 유입구 개구부(14) 및 노즐 배출구 개구부(17)와 각각 관련된 노즐 세그먼트(segments)와 우유 취입 피팅(20)이 각각 서로에 대해서 직각으로 각각 배향된다. 점선으로 표시된 우유 공급 라인(4)은 우유 취입 피팅(20)에 끼워질 수 있는 가요성 호스가 될 수 있을 것이다. 우유 취입 피팅으로 삽입될 수 있는 음료용 빨대가 또한 이용될 수 있을 것이고, 상기 음료용 빨대는 소모품이기 때문에 세척할 필요가 없을 것이다. 일회용 물품으로서 교환가능한 방식으로 끼워질 수 있는 우유 공급 라인을 이용하는 것도 통상의 우유 거품 노즐에서 매우 바람직할 것이다.
노즐(2)이 우유 컨테이너 내로 삽입될 수 있다. 이를 위해서, 탄성 래칭(latching) 아암 형태의 래칭 수단(31)이 우유 컨테이너의 커버 부분(24)에 제공되고, 상기 래칭 수단의 도움으로 노즐을 래칭 방식으로 수용할 수 있다. 커버 부분(24)은 플라스틱으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 일체형인, 사출-성형된 부분일 수 있다. 또한, 우유 컨테이너는 사발형 또는 물통형(tub-like) 베이스 본체(25)를 수용하고, 상기 베이스 본체 상에는 커버 부분(24)이 [노즐(2)과 함께] 장착될 수 있다. 우유 컨테이너 및 노즐은 이동형 유닛을 형성하고, 그러한 이동형 유닛은 장치의 나머지로부터 분리될 수 있고 다시 장치의 나머지에 도킹될 수 있다. 신선한 우유로 채워진 우유 컨테이너가 냉각기 내에 보관될 수 있을 것이다. 본질적으로, 이동형 우유 컨테이너/노즐 유닛을 위해서 단지 4개의 구성요소[우유 공급 라인(4)을 포함]만이 요구되고, 모든 구성요소들은 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로 몇 개의 단순한 구성요소들을 이용하는 것은 취급 및 비용에 유리한 영향을 미칠 것이다.
도 3은 공기 유입구가 노즐(2)의 외부에 위치된 것을 추가적으로 도시한다. 공기 유입구가 공기 유입구 피팅(28)에 의해서 생성되고, 상기 공기 유입구 피팅에 의해서 점선으로 도시된 공기 공급 라인(30)이 증기 공급 라인(3)에 연결될 수 있다. 그에 따라, 공기(L)가 공기 유입구 개구부를 통해서 증기 스트림(D)에 추가된다. 공기 펌프(여기에는 도시되지 않음)가 라인(30)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 증기 발생기(마찬가지로, 여기에는 도시되지 않음)의 도움으로 증기(D)가 생성된다. 증기 공급 라인(3)의 일부를 형성하는 파이프 피스(23)가 머신에 대한 경계 영역 내에서 하우징(27) 내에 위치된다. 부분(23)은 T-형상의 파이프 피스로서 구성되고 전술한 공기 유입구 피팅(28) 및 증기 유입구 피팅(29)을 구비하며, 그에 의해서 각각의 경우에 점선으로 도시된 공기(L) 및 증기(D)를 위한 라인들이 연결된다. 공기 공급 라인(30)은 플라스틱 호스로서 구성될 수 있다. 도면부호 3'으로 표시된 호스는 내열성 호스일 수 있고, 예를 들어 실리콘-보강형 호스일 수 있거나 또는 Teflon(등록상표)으로 이루어질 수 있다.
노즐(2)과 우유 컨테이너를 포함하는 이동형 유닛을 도킹하기 위해서, 노즐(2)은 증기 공급 라인(3)의 배출구에 연결되어야 한다. 분리가능한 연결은 (예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이) 베이요넷 피팅에 의해서 형성될 수 있다. 이를 위해서, 적절한 연결 수단(21)이 노즐 유입구 측에 정렬된다. 베이요넷 피팅을 위한 것으로서 연결 수단(21)을 보충하는 절개부(cutout; 22)가 하우징 벽(27) 상에 제공된다. 그러나, 다른 분리가능형 고정 수단도 이용될 수 있을 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 우유 컨테이너가 대략적으로 입방형인 구성을 가질 수 있고, 희망에 따라 다른 임의의 형상도 가능할 것이다. 커버 부분(24) 및 베이스 본체(25) 모두가 실질적으로 거의 직사각형인 기본적인 윤곽을 가진다. 시작 위치에서 노즐(2)을 수용하기 위한 리세스(26)가 베이스 본체(25)의 하나의 측벽에 위치된다. 우유 취입 피팅(20)이 삽입될 수 있는 적절한 U-자 형상의 절개부가 상기 측벽의 커버-측 단부에 도시되어 있다.
도 4에서, 우유 컨테이너(5) 및 노즐을 포함하는 이동형 유닛이 커피 머신에 도킹된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 조립된 우유 컨테이너(5)는 베이스 본체(25) 및 커버 부분(24)을 가지는 콤팩트한 유닛을 형성한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐이 시작 위치와 분배 위치 사이에 제공될 수 있다. 도 5에서, 노즐(2)이 시작 위치에 배치되고, 그러한 시작 위치에서 노즐 배출구 개구부(17)와 연관되고 대응하는 도관 섹션을 구비하는 노즐 세그먼트가 우유 컨테이너의 베이스 본체(25)의 컨테이너 벽을 따라서 연장된다. 도 6에서 노즐(2)은 외측으로 피봇팅되어 있다. 이러한 위치에서, 우유 거품(또는 고온 우유)이 컵(도시하지 않음) 내로 직접적으로 분배될 수 있다. 사용자는 피봇 각도를 컵의 크기에 맞출 수 있는 옵션을 가진다. 그러나, 피봇팅은 또한 전술한 베이요넷 피팅이 동시에 폐쇄 위치로 이동되게 한다. 바람직하게, 구성품은 용수 펌프 및 공기 펌프에 대한 제어 수단에 전기적으로 또는 전자적으로 연결된 스위칭 수단(도시하지 않음)을 구비한다. 스위칭 수단은 존재 여부의 모니터링을 위한 역할을 하고 이동형 유닛이 정확하게 부착되었는지 여부를 나타낸다. 이는 증기의 의도하지 않은 누출을 방지할 수 있고, 그 결과로서 구성품의 신뢰할 수 있는 작동이 보장된다.
도 5 및 도 6은, 우유 취입 피팅(20)이 예를 들어 가장 좁은 지점의 영역에서 노즐 도관(15)에 연결된 우유 공급 도관(19)을 둘러싸고 있는 것을 도시한다.
도 7에 따른 단면도는, 특히, 노즐 도관(15)의 구성을 도시한다. 노즐 도관(15)은 먼저 대략적으로 원통형인 섹션을 가지며, 그러한 원통형 섹션은, 노즐 유입구 개구부(14)로부터 시작하고 테이퍼링되며 대략적으로 원뿔형인 섹션에 의해서 이웃하게 된다. 노즐 도관의 가장 좁은 지점을 생성하고 도면부호 16으로 표시된 도관 섹션이 테이퍼링 섹션과 접한다. 흡입에 의해서 우유를 유입시키기 위한 우유 공급 도관(19)이 도관 섹션(16)의 단부 내로 형성한다. 증기/공기 혼합물 및 우유가 도관 섹션(16)의 이러한 분출 영역 내에서 혼합된다. 다른 구성도 가능하다는 것이 분명할 것이다. 예를 들어, 혼합 영역은 또한 직사각형 공간으로서 구성될 수 있을 것이며, 그러한 직사각형 공간은 그것에 연결된 도관의 가장 작은 직경보다 더 넓다. 이어서, 확장하는, 대략적으로 원뿔형인 도관 섹션이 이러한 방식으로 수축된 노즐 도관과 접한다. 마지막으로, 노즐 도관은 노즐 배출구 개구부(17)의 영역 내의 대략적으로 원통형인 도관 섹션을 가진다. 도관 섹션(16)은, 예를 들어, 직경이 0.5 내지 2.5 mm, 바람직하게는 약 1.5 mm가 될 수 있을 것이다. 도관 섹션(16)과 조합되기 전의 우유 공급 도관(19)의 단면적은 0.5 mm2 내지 2.5 mm2, 바람직하게 약 1.25 mm2 이다. 가장 좁은 지점에 이어지는 노즐 도관(15)의 가장 좁은 직경은 0.6 mm 내지 2.7 mm, 바람직하게는 약 1.7 mm가 된다. 이러한 직경은 도관 섹션(16)의 가장 작은 직경보다 약간 더 크다는 것이 명백하다.
도 8 및 도 9는 도 3에 따른 예시적인 실시예에 비해서 변형된 우유 거품기 장치에 대한 공기 연결부를 도시한다. 도 8은 증기 라인(3)의 일부인 파이프 피스(23)를 통한 길이방향 단면을 도시한다. 도 3에 따른 예시적인 실시예와 대조적으로, 공기 유입구 피팅이 증기 라인에 대해서 직각으로 배향되지 않고, 공기가 경사진 공기 유입구 피팅(28)을 통해서 증기 스트림(D)에 부가된다. 도 8에서, 대응하는 경사 각도가 α로 표시되어 있으며, 그러한 각도는 예를 들어 본 경우에 약 45°이다. 그러나, 다른 경사 각도(예를 들어, 30°< α< 60°)도 또한 가능하다는 것이 분명하다. 공기 유입구 피팅(28) 내로 삽입되는 격막 밸브(35)가 또한 도시되어 있다. 공기 펌프(6)가 상기 밸브(35)에 직접 접한다. 독립된 호스 피스(도 3 참조) 형태의 실제 공기 공급 라인은 도 8에 따른 변형예에 제공되어 있지 않다. 도 8은, 공기 유입구 개구부(18)를 형성하는 공기 공급 도관이 증기 스트림으로의 마우스(mouth) 영역 내의 증기 도관 단면보다 상당히 작은 도관 단면을 가진다는 것을 도시한다. 증기 스트림으로의 마우스 영역 내의 공기 공급 도관의 직경이 0.2 내지 2 mm(예를 들어, 약 1 mm)일 수 있고 그에 따라 격막으로서 역할을 할 수 있는 한편, 파이프 피스(23)의 증기 도관의 직경은 예를 들어 4 mm이다. 그러나, 이러한 격막은 또한 격막 밸브의 상류에 설치될 수 있다. 이러한 경우에, 마우스 영역은 예를 들어 3 mm의 등직경(normal diameter)을 가질 수 있다.
도 10은, 약간 변형된 형태의 우유 거품기 장치(11)에 대한 것으로서, 도 2에 따른 예시적인 실시예보다 더 구체적인 흐름도를 도시한다. 도 10은, 예를 들어, 장치(11)가 제어 및 조정 목적을 위해서 용수 펌프(7)에 작동 가능하게 연결된 유동 계량기(36)를 구비한다는 것을 도시한다. 도면부호 33은 역류-방지 밸브를 나타낸다. 도면부호 32는 3/2-방향 차단 밸브를 나타낸다. 밸브(34)가 상기 밸브의 출력부에 연결되며, 과압이 발생한 경우에 상기 밸브를 통해서 증기가 [증기 라인(3)으로 유입되는 대신에] 배출될 수 있을 것이다. 과다한 잔류 용수가 컨테이너(37)로 수집될 수 있을 것이다. 공기 펌프를 보호하기 위해서, 제공되는 역류-방지 밸브는 격막 밸브(35)일 수 있다.
도 11 내지 도 13은 마찬가지로 커피 머신에 도킹될 수 있는 본원 발명에 따른 장치의 변형된 예시적인 실시예를 도시한다. 물 탱크를 제외하고, 장치는 커피 머신과 독립적으로 우유 거품을 생성하기 위해서 필요한 모든 구성요소들을 수용한다. 이러한 경우에, 설비 구성요소(40)는 모서리가 둥근 입방형 플레이트의 형태이고, 이때 외측 형상은 커피 머신(여기에는 도시되지 않음)에 맞춰진다는 것이 분명하다. 우유 컨테이너(5)는 설부(tongs)와 같은 방식으로 우유 컨테이너(5)와 결합되는 하부 부분(45) 및 상부 부분(46)에 의해서 형성된 수용 리세스(44) 내에 위치된다. 그러나, 하부 부분 및 상부 부분은 하우징(47)의 구성 부분들이다. 노즐(2)은 우유 컨테이너(5) 내의 U자 형상 간격의 외부로 돌출한다.
도 12로부터, 하우징의 하나의 측벽이 커피 머신 상의 대응 연결부와 연통하는 연결부(43)를 가지는 연결 벽(42)의 형태라는 것을 분명하게 확인할 수 있을 것이다. 둘레 경계부(48)는 커피 머신을 정확하게 위치시키는 역할을 한다.
도 13에 따른 도면에서는 하나의 측벽과 우유 컨테이너 모두가 제거된 상태로 도시되어 있다. 우유 공급 라인(4)을 가지는 노즐(2)은 실제로 상부 부분(46)에 장착되지 않고 우유 컨테이너(도 17 참조)의 커버 부분에 장착된다. 그러나, 노즐(2) 또는 전체 노즐 구성요소가 상부 부분(46) 상에 분리가능하게 장착될 수 있을 것이고, 그에 따라 설비가 또한 우유 컨테이너 없이 운용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상업적으로 이용가능한 우유 카톤(carton)이 수용 리세스(44) 내로 직접 삽입될 수 있고, 우유 공급 라인(4)을 카톤 내의 작은 개구부를 통해서 삽입할 수도 있을 것이다.
앞서 설명한 공기 펌프(6)를 설비 내에서 육안으로 확인할 수 있을 것이며, 그러한 공기 펌프는 설비 내의 증기 공급 라인(3) 내로 공기를 공급한다. 용수 펌프(7)가 설비의 바닥에 정렬된다. 커피 머신의 물 탱크로부터 상기 용수 펌프로 물이 공급된다. 물은 용수 펌프를 통해서 증기 히터(9)로 공급되고, 상기 증기 히터는 3/2-방향 밸브(32)를 통해서 증기를 연결 노즐(2)로 공급한다. 제어 박스(49)를 또한 증기 히터(9) 뒤쪽에서 볼 수 있으며, 시스템을 제어하기 위한 전기적 및 전자적 구성요소들이 상기 제어 박스 내에 수용된다.
도 14는 우유 공급 라인(4) 및 노즐(2)을 가지는 노즐 구성요소(41)를 상세하게 도시한다. 상기 노즐 구성요소는 베이요넷 피팅(21)에 의해서 증기 공급 라인(3)에 부착된다. 이러한 경우에, 라인(27)은 다시 하우징 벽을 나타내고, 상기 하우징 벽으로부터 증기 공급 라인(3)이 빠져 나온다.
커플링되지 않은 노즐(2)이 도 15에 도시되어 있으며, 이때 우유 공급 라인(4)[라이저 파이프(riser pipe)]의 가요성 부분이 또한 제거되어 있다. 도 3에 따른 예시적인 실시예와 대조적으로, 이러한 경우에, 노즐 도관은 노즐 유입구 개구부와 노즐 배출 개구부 사이에서 직선 라인으로 연장되고, 90°의 각도로 연장하지 않는다. 이러한 것에도 불구하고, 우유를 이송하는 우유 공급 라인 또는 대응하는 도관(19)이 노즐 도관의 가장 좁은 지점에서 노즐 내로 개방된다. 준비된 우유 거품이 방출 파이프(50)의 단부에서 최초로 편향된다. 제조와 관련한 이유로, 편향 영역 내의 개구부는 압입식 커버(55)에 의해서 폐쇄된다.
직선 영역 내의 노즐(2)의 전체 도관 구성을 도 16의 단면도로부터 명확하게 확인할 수 있으며, 이때 도 17 및 도 18에 따른 상세도를 또한 참조할 수 있을 것이다. 노즐 유입구 개구부(14)로부터 시작하여, 도관 단면은 가장 좁은 지점(16)의 직경이 예를 들어 1.5 mm가 될 때까지 초기에 원뿔형으로 구성된다. 바로 이어서, 약간 더 큰 직경의, 특히 예를 들어 17 mm의 직경을 가지는 중공-원통형 노즐 도관(15)이 위치된다. 상기 노즐 도관(15)은 편향 영역 만큼 먼 특정 거리가 지난 후에 다시 확장된다. 우유 취입 피팅(20)은 우유 공급 도관(19)을 둘러싸고, 이러한 경우에, 상기 우유 공급 도관은 가장 좁은 지점(16)의 영역 내에서 여전히 부분적으로 존재하는 또는 직접적으로 후속하는 노즐 도관(15) 내로 분출한다. 그러나, 우유 공급 도관은 원형 단면을 가지지 않고, 그 대신에, 특히 도 17에 도시된 바와 같이, 폭(b) 및 높이(h)를 가지는 직사각형 단면을 가진다. 예로서, 폭은 1 mm가 될 수 있고 높이는 1.25 mm가 될 수 있으며, 결과적으로 1.25 mm2 의 단면을 가질 수 있다.
도 19는 본원 발명에 따른 장치를 전체적으로 도시하며, 상기 장치는 커피 머신(13)에 도킹된다. 이러한 경우에, 장치(11)의 구성요소들은 도 10에 따른 장치의 구성요소들과 거의 동일하다. 그러나, 도 10에 따른 장치는 자체적인 물 탱크(8)를 가지지 않는다. 상기 물 탱크가 커피 머신(13) 내에 수용되고 대응하는 라인들이 연결부(43)에 의해서 연결된다. 이러한 경우에, 과다한 물 또는 과다한 증기가 과압 밸브(51)에 의해서 커피 머신의 용수 컨테이너(8)로 복귀된다. 여기에서, 커피 머신의 공지된 구성요소들에 대해서 구체적으로 설명하지 않는다. 그러나, 상기 커피 머신은 자체의 용수 펌프(52) 및 고온수 생성을 위한 유동 히터(53)를 구비한다. 커피는 추출 챔버(54)내에서 추출되고 우유 거품과는 독립적으로 방출된다.
프로세스와 관련하여, 도 19에 개략적으로 도시된 시스템에 의해서 이하의 기능들이 가능할 것이다:
우유 거품을 생성하기 위해서, 최대 가열 파워에서 증기 발생기(9)가 먼저 시작 온도까지 가열된다. 만약 시스템이 저온이라면 또는 만약 시스템이 이전에 헹굼되거나 또는 물때 제거되었다면, 잔류 물이 과압 밸브(51)에 의해서 제거될 때까지 증기 발생기(9)가 보다 높은 규정 시작 온도까지 가열된다. 그 후에, 또는 동시에, 규정된 증기 쿠션을 제공하기 위해서 물이 추가적으로 펌핑된다. 이러한 준비 프로세스 동안에, 시스템 내의 정확한 압력을 보장하기 위해서 밸브(34)가 짧은 시간 동안 약간 개방될 수 있다.
시스템이 아직 고온일 때, 원하는 온도에 도달한 경우에 3/2-방향 밸브(32)가 즉각적으로 개방되고, 용수 펌프(7)가 증기 발생기(9)로 물을 공급하기 시작한다. 물의 양은 이러한 프로세스에서 조정될 수 있다. 증기 발생기의 온도는 전체 프로세스를 통해서 일정하게 유지된다. 고온 증기가 노즐(2)을 통해서 유동하자 마자, 흡입 작용이 시작되고 우유가 흡입에 의해서 우유 공급 라인(4)을 통해 유입된다. 만약 목적이 우유 거품을 생성하는 것이라면, 공기 펌프(6)의 도움으로 공기가 동시에 공기 유입구 개구부(18)로 조정된 방식으로 공급된다. 프로세스의 종료시에 그리고 펌프가 스위치 오프된 후에, 3/2-방향 밸브가 폐쇄되고 우유 공급이 중단된다. 증기 공급 라인(3)의 환기는 우유 거품 또는 우유가 증기 가열기로 역으로 흡입되는 것을 방지한다. 이는, 중립 위치에서 증기 공급 라인(3)을 환기시키는 3/2-방향 밸브가 되는 밸브(32)에 의해서 먼저 달성될 수 있을 것이다. 그러나, 만약 밸브(32)가 2/2-방향 밸브라면, 공기 펌프(6)의 작업을 유지할 수 있을 수도 있고 소위 진공 릴리프 밸브를 증기 공급 라인(3) 내에 설치할 수 있을 수도 있으며 이러한 방식으로 우유가 역으로 흡입되는 것을 방지한다.
또한, 시스템이 냉각수로 플러싱되고 세척될 수 있으며, 이러한 목적을 위해서 특정 간격으로 제어 시스템에 의해서 이러한 프로세스가 강제될 수 있을 것이다. 헹굼 프로세스 동안에, 헹굼물이 노즐(2)의 외부로 유동하고, 이때 우유가 컨테이너(5)로부터의 흡입에 의해서 유입되지 않거나 또는 헹굼물이 우유 컨테이너로 복귀되지 않는다.
커피 머신(13)과 같이, 우유 거품을 생성하기 위한 장치(11)가 특정 간격으로 물때 제거될 수 있다. 이러한 경우에, 물때 제거 작업은 헹굼 작업과 유사하게 실시되며, 이때 안전 밸브가 펌프에 의해서 약간 개방되고 그에 따라 물때 제거제가 안전 밸브를 통해서 그리고 복귀 라인을 통해서 유동할 수 있게 된다.
도 20은 도 11 및 도 12에 따른 우유 컨테이너를 설비 구성요소(40)로부터 분리된 상태로 도시한다. 대략적으로 입방체인 우유 컨테이너가, 예를 들어, 우유 컨테이너로 스냅 결합될 수 있는 정확하게 끼워지는 커버 부분(24)에 의해서 폐쇄된다.
도 21에는, 노즐(2)이 커버 부분(24) 아래쪽에서 베어링 부분(38) 내에 회전가능하게 장착되는 것을 도시한다. 이러한 경우에, 우유 공급 라인(4)이 슬롯(39) 외부로 돌출하고, 그에 따라 방해받지 않고 노즐(2)과 함께 회전될 수 있다. 노즐(2)은 위치(Ⅰ)와 위치(Ⅱ) 사이에서 피봇팅될 수 있으며, 이때 노즐(2)은 피봇팅 운동에 의해서 압력-누설 방지 방식으로 증기 공급 라인에 부착된다. 여기에서, 록킹(locking) 및 언록킹(unlocking)이 이루어지는 위치는 중요하지 않다.
2 : 노즐
3 : 증기 공급 라인
4 : 우유 공급 라인
5 : 우유 컨테이너
11 : 장치
14 : 노즐 유입구 개구부
17 : 노즐 배출구 개구부
20 : 우유 취입 피팅

Claims (25)

  1. - 증기를 증기 공급 라인(3)으로 공급할 수 있는 증기 발생기(9)를 구비하고,
    - 흡입 작용을 달성하도록 구성되고 노즐 유입구 개구부(14)를 갖는 노즐(2)을 구비하고,
    - 우유가 흡입 작용 하에서 우유 컨테이너(5)로부터 노즐(2)로 유입될 수 있도록 하는 방식으로 노즐에 연결되는 우유 공급 라인(4)을 구비하고,
    - 유동 방향과 관련하여 노즐 유입구 개구부(14)의 상류에 위치하는 공기 유입구 개구부(18)에서 상기 증기 공급 라인으로 공기를 혼합하기 위한 공기 펌프(6)를 또한 구비하는, 우유 거품을 생산하기 위한 장치(11)에 있어서,
    상기 장치가 두 부분으로, 특히 증기 발생기(9) 및 공기 펌프(6)를 포함하는 고정형 설비 구성요소(40)로, 그리고 노즐(2) 및 우유 공급 라인(4)을 포함하는 이동형 노즐 구성요소(41)로 분할되고, 상기 공기 유입구 개구부(18)는 상기 고정형 설비 구성요소 내에 위치되고, 상기 이동형 노즐 구성요소는 상기 고정형 설비 구성요소로부터의 증기 공급 라인(14)에 분리가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐(2)은 바람직하게는 사출 성형 프로세스에 의해서 생산되는 일체형 구성요소 형태이고, 상기 노즐은,
    - 노즐 유입구 개구부(14),
    - 노즐 배출구 개구부(17), 및
    - 우유 공급 라인(4)의 연결을 위해서, 우유 공급 도관(19)을 둘러싸는, 특히 우유 취입 피팅(20) 형태의 우유 공급 라인 연결부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐(2)은 수축된 도관 섹션(16)에서 가장 좁은 지점의 영역에서 상기 노즐의 노즐 도관(15) 내로 개방된 우유 공급 도관(19)을 구비하는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐이 편향부를 갖춘 노즐 도관(15)을 가지며, 그에 따라 노즐 유입구 개구부(14)의 영역에서의 유동 방향 및 노즐 배출구 개구부(17)의 영역에서의 유동 방향이 바람직하게는 서로 대략적으로 직각으로 연장되는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐(2)이 베이요넷 피팅(bayonet fitting; 21, 22)에 의해서 증기 공급 라인(3)에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    우유 컨테이너가 상기 이동형 노즐 구성요소와 연관되고, 상기 노즐(2)이 바람직하게는 상기 우유 컨테이너의 커버 부분(24)에 분리가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정형 설비 구성요소가 제어 수단(10)을 포함하고, 상기 제어 수단에 의해서, 증기 공급 라인 내의 증기/공기 혼합물의 혼합비를 미리 규정(prespecifying)하기 위한 상기 공기 펌프(6)가 제어되는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 펌프(6)와 상기 증기 공급 라인(3) 사이에 격막이 배치되고, 바람직하게는 상기 격막은 0.2 mm 내지 2 mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정형 설비 구성요소는 용수 컨테이너(8), 상기 용수 컨테이너에 연결되고 물을 증기 발생기로 공급할 수 있는 용수 펌프(7), 그리고 또한 용수 펌프의 펌프 배출을 변화시키기 위한 제어 수단(12)을 구비하는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정형 설비 구성요소는 우유 컨테이너를 수용하기 위한 도킹 지점을 갖는 하우징을 구비하고, 상기 고정형 설비 구성요소는 커피 머신에 도킹될 수 있으며, 이때 적어도 물과 전기가 커피 머신에 의해서 공급되는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    진행 중인 또는 후속하는 프로세스 단계들에 따라서 상기 증기 발생기 내에 남아 있는 잔류 용수 및/또는 증기가 증기 발생기의 가열에 의해서 제거될 수 있는 방식으로 증기 발생기가 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    우유가 흡입에 의해서 우유 공급 라인(4)을 통해서 유입되지 않도록 하는 방식으로 그리고 물이 우유 탱크 내로 유동하지 않도록 하는 방식으로, 상기 증기 공급 라인(3)과 상기 노즐(2)이 물로 플러싱(flush)될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동형 노즐 구성요소는 고정형 설비 구성요소에 회전가능하게 또는 피봇팅 가능하게 장착되고, 상기 고정형 설비 구성요소 및/또는 이동형 노즐 구성요소와 무관하게 우유 컨테이너가 우유 공급 라인에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  14. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 베이요넷 피팅(21, 22)이 제 1 회전 위치에서 폐쇄되고 제 2 회전 위치에서 개방되도록 하는 방식으로, 상기 노즐(2)이 상기 커버 부분(24) 내에 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동형 노즐 구성요소(41)를 상기 고정형 설비 구성요소(40)에 연결하는 것이 센서의 도움으로 이루어질 수 있고, 상기 이동형 노즐 구성요소가 연결되었을 때에만 상기 고정형 설비 구성요소 내의 증기 발생을 활성화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    0.2 내지 2 바아, 바람직하게는 약 1 바아의 압력에서 공기가 증기 공급 라인으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐의 직경은 가장 좁은 지점(16)의 영역에서 0.5 내지 2.5 mm, 바람직하게는 약 1.5 mm 이고, 상기 노즐의 가장 좁은 지점의 상기 영역에 바로 이웃하는 노즐 도관(15)의 영역에서 0.6 mm 내지 2.7 mm, 바람직하게는 약 1.7 mm인 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐(2)의 상류에서, 상기 우유 공급 라인(19)이 0.5 mm2 내지 2.5 mm2, 바람직하게는 약 1.25 mm2 의 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐(2)이 2 내지 15 mm, 바람직하게는 약 6 mm 내지 8 mm의 배출유동 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    3/2-방향 차단 밸브(32)가 증기 발생기(9)와 노즐(2) 사이에 배치되고, 상기 3/2-방향 차단 밸브는 폐쇄 상태에서 하류 방향을 따라 증기 공급 라인(3)을 환기하는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    우유가 흡입에 의해서 우유 컨테이너로부터, 특히 컵으로부터 유입될 수 있도록, 그리고 고온 우유로서 또는 우유 거품으로서 다시 동일한 우유 컨테이너 내로 다시 분배될 수 있도록 하는 방식으로, 우유 공급 라인(4) 및 노즐(2)의 노즐 배출구 개구부(17), 또는 상기 노즐 배출구 개구부에 연결된 방출 파이프(50)가 이동형 노즐 구성요소(41)에 배치되는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가열 프로세스 동안에, 우유 거품이 전달되기 전에 과압 밸브에 의해서 제한될 수 있는 또는 제어식 증기 밸브에 의해서 감소될 수 있는 증기 과압이 시스템에 축적될 때까지 규정된 양의 물이 증기 발생기로 공급될 수 있는 방식으로, 증기 발생기(9)가 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  23. 제 9 항 그리고 제 10 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용수 펌프(7)가 작업 압력에 의해서 작동될 수 있으며, 상기 작업 압력에서 하류 과압 밸브(51)는 약간 개방될 수 있어서, 과압 밸브가 세척될 수 있도록 그리고 물때 제거 작업 중에 물때가 제거될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2/2-방향 차단 밸브(32)가 증기 발생기(9)와 노즐(2) 사이에 배치되고, 상기 2/2-방향 차단 밸브가 폐쇄되었을 때 하류 방향에서 증기 공급 라인(3) 내의 진공을 방지하기 위해서 공기가 공기 펌프(6)를 이용하여 증기 공급 라인에 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 우유 거품을 생산하기 위한 장치.
  25. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 장치의 용도로서,
    상기 장치와 연관되지 않은 우유 컨테이너로부터, 특히 컵으로부터 흡입에 의해서 우유를 유입하기 위한, 그리고 동일한 우유 컨테이너 내로 고온 우유 또는 우유 거품을 분배하기 위한 장치의 용도.
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