本發(fā)明涉及一種用于以高效和可清潔的方式按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置。本發(fā)明還涉及一種集成此熱傳遞裝置的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

流體泡沫由兩相組成，即水相和氣(空氣)相。流體泡沫是通過將許多氣泡捕獲在流體結(jié)構(gòu)中而形成的物質(zhì)：流體泡沫的形成不僅涉及這些氣泡的產(chǎn)生，還涉及這些氣泡填充和保持到整個(gè)流體結(jié)構(gòu)中，以形成穩(wěn)定的泡沫。

現(xiàn)今飲用咖啡品種越來越多，其中大部分咖啡的牛奶含量比以往更多。這些新的咖啡品種常常包含奶泡，因此提供長期穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)泡沫是目前的需求。因此，許多行業(yè)，特別是涉及飲料制備的行業(yè)都迫切需要一種泡沫加熱技術(shù)，特別是奶泡加熱技術(shù)。目前還沒有實(shí)用的清潔方案，消費(fèi)者總是要清洗牛奶流經(jīng)的機(jī)器部分：含有牛奶時(shí)清洗會(huì)變得很麻煩，這是由于牛奶會(huì)隨著時(shí)間的推移而迅速變質(zhì)，需要經(jīng)常徹底清洗系統(tǒng)，最好在每次使用后都清洗。消費(fèi)者對(duì)優(yōu)質(zhì)奶泡的需求也越來越高，加熱系統(tǒng)必須經(jīng)過精巧設(shè)計(jì)，以免降低泡沫質(zhì)量，提供卓越的入杯效果，同時(shí)提供實(shí)用簡便的清潔方式。

目前，存在能夠提供優(yōu)質(zhì)奶泡的現(xiàn)有系統(tǒng)：這種奶泡由冷牛奶產(chǎn)生，隨后在后續(xù)階段進(jìn)行加熱，從而使奶油質(zhì)地可保持更長時(shí)間的穩(wěn)定：這帶來了新的挑戰(zhàn)，要在不降低其質(zhì)地的前提下加熱泡沫。現(xiàn)有技術(shù)中已知有不同的方式來加熱冷奶泡。一些使用熱傳遞裝置，例如加熱塊，奶泡一產(chǎn)生，其就加熱奶泡。使用這種熱傳遞裝置的問題是每天都需要進(jìn)行深度清潔，因?yàn)榕Ｄ塘黧w在熱傳遞裝置內(nèi)循環(huán)，如果在裝置中停留時(shí)間太長，牛奶會(huì)變質(zhì)并成為污染源。此外，最好使用正常操作或配量所需水量的幾倍水量沖洗系統(tǒng)來進(jìn)行清潔。另一些已知系統(tǒng)使用使蒸汽直接流過已形成的奶泡來將其加熱：但是這樣破壞了奶泡的質(zhì)地，從而在杯中提供非常低質(zhì)的泡沫。

現(xiàn)有技術(shù)中，例如根據(jù)wo2014/077692，已知一種一次性熱交換器，其包括具有產(chǎn)品入口和產(chǎn)品出口的柔性盤管，用于易腐產(chǎn)品，諸如奶制品：還提供加熱介質(zhì)圍繞柔性盤管以加熱流經(jīng)此管的易腐產(chǎn)品。該專利文獻(xiàn)還公開了一種發(fā)泡模塊，優(yōu)選地設(shè)置在熱交換器中的產(chǎn)品出口之前，用于使經(jīng)加熱的奶制品起泡。但是，該系統(tǒng)存在發(fā)泡是在牛奶加熱后進(jìn)行的問題，因此提供低質(zhì)奶泡。此外，該專利文獻(xiàn)公開的熱交換器的布置不緊湊，并且處理的流體量較大(通常介于5至10升流體之間)，這使得部分流體殘留在系統(tǒng)內(nèi)部因此可能造成污染。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種溫和、非破壞性且強(qiáng)大的加熱系統(tǒng)，用于按需提供優(yōu)質(zhì)奶泡，該系統(tǒng)易于操作，同時(shí)用戶易對(duì)其清潔和維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置，其包括流體或流體泡沫流經(jīng)的流路以及由導(dǎo)熱材料制成的至少一個(gè)層。流路與所述層接觸，使得當(dāng)該層被加熱時(shí)，在流體或流體泡沫流經(jīng)流路時(shí)該層將熱量傳遞到流體或流體泡沫，該流路和與所述流路接觸的層的部分被可拆卸地構(gòu)造成使得能觸及它們來進(jìn)行清潔。

該熱傳遞裝置優(yōu)選地包括蒸汽流經(jīng)的第一流路，使得當(dāng)蒸汽流經(jīng)第一流路時(shí)，通過蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的相變對(duì)該層加熱。

優(yōu)選地，該熱傳遞裝置還包括蒸汽流經(jīng)的第二流路和與第二流路接觸的次層，使得當(dāng)蒸汽流經(jīng)第二流路時(shí)，通過蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的相變對(duì)次層加熱。該流路和與所述流路接觸的層的部分被可拆卸地構(gòu)造成使得能夠觸及它們來進(jìn)行清潔。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，熱傳遞裝置中的所述層也可以通過傳導(dǎo)和/或通過輻射和/或通過熱空氣和/或通過感應(yīng)加熱。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，熱傳遞裝置中的流路可以被構(gòu)造成具有圓柱形狀，并且該層優(yōu)選地被構(gòu)造為能夠在該流路上滑動(dòng)的套筒，使得該層和該流路都能夠被觸及以進(jìn)行清潔。

優(yōu)選地，流體或流體泡沫流經(jīng)的熱傳遞裝置中的流路被構(gòu)造成具有迷宮形狀。通常，流體或流體泡沫流經(jīng)的流路以及第一流路和/或第二流路進(jìn)一步被構(gòu)造成互補(bǔ)形狀，優(yōu)選地具有迷宮形狀。

通常，該熱傳遞裝置還包括集成在熱傳遞裝置中的泵送和發(fā)泡裝置，還將空氣提供到該泵送和發(fā)泡裝置中。優(yōu)選地，此泵送和發(fā)泡裝置包括兩個(gè)部件，一個(gè)部件可移動(dòng)而另一個(gè)部件靜止或兩個(gè)部件可相對(duì)于彼此移動(dòng)，使得流體和空氣混合物流經(jīng)這兩個(gè)部件并受到剪切應(yīng)力作用，從而允許混合物發(fā)泡。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于按需提供熱流體或熱流體泡沫的包裝件，包括在其內(nèi)部容積中具有流體和/或可發(fā)泡流體產(chǎn)品的流體容器、和如上所述的熱傳遞裝置，流體被提供到熱傳遞裝置中以被加熱并任選地還被發(fā)泡。

優(yōu)選地，該包裝件包括將蒸汽提供到熱傳遞裝置中的一個(gè)或多個(gè)蒸汽連接件。通常，該包裝件還包括將空氣提供到熱傳遞裝置的泵送和發(fā)泡裝置中的空氣入口、以及使所述泵送和發(fā)泡裝置中的可移動(dòng)部件發(fā)生旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)連接件。

根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于按需加熱流體或流體泡沫的機(jī)器，其能連接到如前所述的包裝件，該機(jī)器包括：適于接收該包裝件的連接件和將熱量傳遞到該包裝件的加熱單元。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，該機(jī)器中的加熱單元包括將蒸汽分配到熱傳遞裝置中的蒸汽制造單元。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，該加熱單元包括加熱元件，以通過傳導(dǎo)和/或使用紅外燈或鹵素?zé)糨椛浜?或熱空氣和/或感應(yīng)或類似方法將熱量傳遞到熱傳遞裝置。

優(yōu)選地，該機(jī)器還包括能夠驅(qū)動(dòng)熱傳遞裝置中的泵送和發(fā)泡裝置的發(fā)泡驅(qū)動(dòng)單元。

該機(jī)器優(yōu)選地還包括空氣調(diào)節(jié)器以將空氣引入熱傳遞裝置中的泵送和發(fā)泡裝置中。

根據(jù)第四方面，本發(fā)明還涉及一種用于按需加熱流體或流體泡沫的系統(tǒng)，其包括如前所述的機(jī)器和包裝件。

附圖說明

結(jié)合附圖，在閱讀本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案的以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的其他特征、優(yōu)點(diǎn)和目的對(duì)于技術(shù)人員而言將變得顯而易見，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置的示意圖橫向視圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置的示意圖橫向視圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置的示意圖橫向視圖。

圖4-6示出了可在根據(jù)本發(fā)明用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置中使用的流體流路的可能的不同構(gòu)造的示意圖。

圖7a-b示出了可在根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置中使用的流體流路(此時(shí)被構(gòu)造成圓柱形布置)的另一種可能的構(gòu)造的示意圖。

圖8a和8b示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置的可能構(gòu)造，其中使用蒸汽加熱。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明用于按需加熱流體或流體泡沫的系統(tǒng)的示意圖，其集成有根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案或第二個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明用于按需加熱流體或流體泡沫的系統(tǒng)的示意圖，其集成有根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明用于按需加熱流體或流體泡沫的包裝件的示意圖，其包括流體容器和根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案的熱傳遞裝置。

圖12a-b示出了包括在如圖11所示的包裝件中的打開的根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案用于按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置的不同視圖。

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明用于按需加熱流體或流體泡沫的完整系統(tǒng)的示意圖，包括具有流體和熱傳遞裝置的包裝件以及加工機(jī)器。

具體實(shí)施方式

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于以高效和潔凈的方式按需加熱流體或流體泡沫的熱傳遞裝置。

本發(fā)明的熱傳遞裝置被構(gòu)造成使得其可移除(能從所集成到的包裝件移除，如下文所述)，并且使得在移除后，可以容易地拆卸成幾個(gè)可以易于清洗的部件。

根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明涉及使用蒸汽的熱傳遞裝置10，其具有如圖1中示意圖所示的夾層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)包括層，該層優(yōu)選地被構(gòu)造為相當(dāng)薄的層，在下文稱為層11，由能夠傳遞熱量的材料(優(yōu)選為金屬材料)制成，該層11介于熱蒸汽流經(jīng)的第一流路20(優(yōu)選地具有迷宮形狀)與流體(優(yōu)選為液體，通常為牛奶)或泡沫流經(jīng)的第二流路30(優(yōu)選地也具有迷宮形狀)之間。利用這種構(gòu)造，來自第一流路20中的蒸汽的熱量通過層11作為熱傳遞介質(zhì)被第二流路30中的流體或泡沫吸收。第一流路20和第二流路30優(yōu)選地具有相同的形狀，使得當(dāng)它們放置在一起且層11介于其間時(shí)，第二流路30中的流體或泡沫的流動(dòng)路徑與第一流路20中的蒸汽的流動(dòng)路徑相同或相反，從而可以優(yōu)化熱傳遞。優(yōu)選地，如圖4、5或6所示，將第一流路20和第二流路30的形狀或構(gòu)造制成迷宮形類型。但是，第一流路20和第二流路30也可以是其他互補(bǔ)形狀，只要它們確保通過層11的正確的熱傳遞。

如上所述，流路20和流路30的形狀是互補(bǔ)的，優(yōu)選為相同的，至少一個(gè)流路具有迷宮形狀，最優(yōu)選地流路20和流路30都具有迷宮形狀。

迷宮形狀是優(yōu)選的形狀，因?yàn)樗龃罅黧w或流體泡沫和層11之間的熱傳遞面積，從而實(shí)現(xiàn)更好的熱傳遞。

根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明涉及使用蒸汽的熱傳遞裝置10，其具有如圖2中示意圖所示的夾層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)包括熱蒸汽流經(jīng)的第一流路20(優(yōu)選地具有迷宮形狀)、由能夠傳遞熱量的材料(優(yōu)選為金屬材料)制成的稱為主層11的主薄層、流體(優(yōu)選為液體，通常為牛奶)或泡沫流經(jīng)的第二流路30(優(yōu)選地具有迷宮形狀)、由能夠傳遞熱量的材料(優(yōu)選為金屬材料)制成稱為次層12的次薄層以及熱蒸汽流經(jīng)的第三流路40(優(yōu)選地也具有迷宮形狀)。利用該構(gòu)造，來自第一流路20和第三流路40中的蒸汽的熱量通過主層11和次層12兩個(gè)層作為傳熱器被第二流路30中的液體或泡沫吸收。這種構(gòu)造比上述公開的第一個(gè)實(shí)施方案效率更高，因?yàn)榱黧w或泡沫同時(shí)從兩個(gè)蒸汽流路(第一流路20和第三流路40)中吸收熱量。

第一流路20、第二流路30和第三流路40優(yōu)選地具有相同的形狀(通常為迷宮形狀)，使得當(dāng)它們放置在一起且主層11和次層12插置在中間時(shí)，第二流路30中的流體或泡沫的流動(dòng)路徑與第一流路20中的蒸汽的流動(dòng)路徑以及第三流路40中的蒸汽的流動(dòng)路徑相同或相反；因此可以非常高效地發(fā)生熱傳遞。

如上所述，流路20、30和40的形狀是互補(bǔ)的，優(yōu)選為相同的，至少一個(gè)流路具有迷宮形狀，最優(yōu)選地流路20、30、40都具有迷宮形狀。

迷宮形狀是優(yōu)選的形狀，因?yàn)樗龃罅黧w或流體泡沫和層11、12之間的熱傳遞面積，從而實(shí)現(xiàn)更好的熱傳遞。

根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案或第二個(gè)實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的熱傳遞裝置10優(yōu)選地是集成到包括待加熱并且可能還待發(fā)泡的流體產(chǎn)品的包裝件或封裝件(優(yōu)選地被構(gòu)造為瓶、袋或箱)中的蓋子或帽塞的一部分。這樣構(gòu)造的蓋子或帽塞優(yōu)選為平坦且相當(dāng)緊湊的，但是該部件具有一定厚度使其具有較長使用壽命，從而使其不會(huì)被快速磨損，并且可以多次清潔和重復(fù)使用。與包裝件集成的蓋子或帽塞將連接到機(jī)器200，機(jī)器包括至少：適于接收蓋子或帽塞(集成熱傳遞裝置10的部件)的連接件、蒸汽制造單元(通常是加熱塊和泵)和用于將蒸汽分配到蓋子或帽塞中的連接件。下文將說明此機(jī)器200的其他細(xì)節(jié)。

根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明涉及優(yōu)選地使用傳導(dǎo)的熱傳遞裝置10，其具有如圖3所示的夾層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)包括由能夠傳遞熱量的材料(優(yōu)選為金屬材料)制成的被構(gòu)造為層11的薄層和流體或泡沫流經(jīng)的流路30(優(yōu)選地具有迷宮形狀)。當(dāng)層11被加熱時(shí)，其將熱量傳遞到流經(jīng)流路30的泡沫或流體。層11由布置在熱傳遞裝置10所聯(lián)接的機(jī)器200中的相應(yīng)加熱元件21加熱，下文將進(jìn)一步說明。因此，如前述實(shí)施方案中那樣，層11用作熱傳遞介質(zhì)。

圖7a和7b示出了根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方案可用于熱傳遞裝置10的流體流路(即，用于流體或泡沫流經(jīng)的流路30)的圓柱形布置的另一個(gè)示例性實(shí)施方案。在此實(shí)施方案中，流體或流體泡沫將流經(jīng)熱傳遞裝置10中的流路30，并且將由布置在相應(yīng)的機(jī)器200中的加熱元件21加熱。加熱元件21可采用不同的加熱技術(shù)，諸如傳導(dǎo)、感應(yīng)、熱空氣或輻射或其他技術(shù)。

除了傳導(dǎo)之外，還可使用其他任何能夠?qū)崃總鬟f到層11的方法，因此這些方法應(yīng)當(dāng)包括在本專利申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)，諸如使用紅外燈或鹵素?zé)糨椛?、熱空氣、感?yīng)等。

根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方案為此熱傳遞裝置10所公開的布置優(yōu)選地是集成到包括待加熱并且可能也待發(fā)泡的流體產(chǎn)品的包裝件或封裝件(優(yōu)選為瓶、袋或箱)中的蓋子或帽塞的一部分。這樣構(gòu)造的蓋子或帽塞優(yōu)選為平坦且相當(dāng)緊湊的，但是該部件具有一定厚度使其具有較長使用壽命，從而使其不會(huì)被快速磨損，并且可以多次清潔和重復(fù)使用。與包裝件集成的蓋子或帽塞連接到機(jī)器200，機(jī)器包括至少：用于接收蓋子或帽塞的機(jī)械連接件和將熱量傳遞到蓋子或帽塞(傳遞到蓋子或帽塞中的層11)的加熱元件21。下文將進(jìn)一步說明并詳細(xì)介紹機(jī)器200。

如上文所述，第一個(gè)實(shí)施方案和第二個(gè)實(shí)施方案使用蒸汽作為加熱源，向?qū)?1或向主層11和次層12提供熱量。蒸汽通過從蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w(水)的相變將熱量非常高效地傳遞到層，從而允許縮短流路長度，通過使用迷宮形狀增大了熱傳遞的有效表面，從而使集成本發(fā)明的構(gòu)造的蓋子或帽塞維持非常緊湊的結(jié)構(gòu)。因此，流體或泡沫的加熱是以直接流動(dòng)的方式進(jìn)行的，機(jī)器或裝置與產(chǎn)品之間無需任何接觸，從而為消費(fèi)者提供了針對(duì)清潔的簡易解決方案，下文將進(jìn)一步詳細(xì)說明。由蒸汽相變產(chǎn)生的水可以與產(chǎn)品(待分配的流體或泡沫)混合，也可以被引導(dǎo)至滴盤，以便隨后去除。

在第三個(gè)實(shí)施方案中采用的方法使用機(jī)器200中的加熱元件21，將層11緊壓靠在加熱元件21上以變熱，從而流體或蒸汽流經(jīng)與層11接觸的流路30時(shí)變熱。再次，本實(shí)施方案可使熱量傳遞到流體或泡沫，而不會(huì)使產(chǎn)品和機(jī)器200發(fā)生接觸，從而為消費(fèi)者提供了便于后續(xù)清潔的簡易解決方案。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及用于按需提供熱流體或流體泡沫的包裝件300，例如如圖11中所示。包裝件300優(yōu)選地被構(gòu)造為瓶，因?yàn)樗鼘⒃试S多次配量和多種用途；然而，該包裝件也可以被構(gòu)造為袋或箱。包裝件300包括流體容器301，在其內(nèi)部容積中包含待加熱并且可能也待發(fā)泡的流體產(chǎn)品。在使用包裝件之前可以將流體引導(dǎo)至容器301中，并且隨后可以將整個(gè)包裝件拆卸進(jìn)行清潔以及準(zhǔn)備進(jìn)一步使用。以下將進(jìn)一步說明此清潔。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案構(gòu)造的包裝件300。包裝件300包括流體容器301，其中引入待加熱并且可能也待發(fā)泡的流體。熱傳遞裝置10以非常緊湊的方式構(gòu)造為蓋子或帽塞，布置在容器301的頂部。熱傳遞裝置10包括加熱單元310以及還優(yōu)選地包括泵送和發(fā)泡裝置50。

包裝件300還通常包括流體出口305、空氣入口302、一個(gè)或多個(gè)蒸汽連接件303、304和驅(qū)動(dòng)連接件306。

參考圖11所示的實(shí)施方案和圖9所示系統(tǒng)的概況，包括在容器301容積內(nèi)的流體被引導(dǎo)至熱傳遞裝置10中，特別是被引導(dǎo)至加熱單元310中，其中流體流經(jīng)第二流路30并緊貼由流經(jīng)第一流路20的蒸汽的相變加熱的層11。蒸汽被提供到第一流路20中，并且其通過流體出口305流出，通常流入杯中或適當(dāng)?shù)娜萜髦小Ｔ谶@種情況下，僅對(duì)流經(jīng)熱傳遞裝置10的流體進(jìn)行加熱而不進(jìn)行發(fā)泡，同時(shí)空氣入口302關(guān)閉。

還可能對(duì)容器301內(nèi)的流體進(jìn)行加熱和發(fā)泡。在這種情況下，如圖9中示意性所示，流體首先從容器301引導(dǎo)到泵送和發(fā)泡裝置50中，在此與來自空氣入口302的空氣混合，并且混合物在所述泵送和發(fā)泡裝置50中進(jìn)行發(fā)泡。通常，泵送和發(fā)泡裝置50包括至少兩個(gè)能相對(duì)于彼此移動(dòng)的部件(一個(gè)部件靜止另一個(gè)部件能相對(duì)于其旋轉(zhuǎn)，或兩個(gè)部件都能相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn))：流體和空氣混合物在這兩個(gè)部件之間的間隙內(nèi)受到剪切應(yīng)力驅(qū)動(dòng)，因此通過庫埃特流動(dòng)效應(yīng)發(fā)泡。這兩個(gè)可移動(dòng)部件或所述僅一個(gè)可移動(dòng)部件通過驅(qū)動(dòng)連接件306發(fā)生旋轉(zhuǎn)。流體和空氣混合物發(fā)泡后，被驅(qū)動(dòng)到熱傳遞裝置10中，在此通過流經(jīng)第二流路30并接觸由流經(jīng)第一流路20的蒸汽加熱的層11來進(jìn)行加熱，如前所述?；旌衔锉患訜岷桶l(fā)泡后，通過流體出口305流出包裝件300。

對(duì)于所述如圖9所示的包裝件300的清潔，其不同部件可容易拆卸以便于清潔。如圖11所示，流體容器301可以容易地通過接頭或法蘭307從包裝件300拆下。拆卸后，容器301的內(nèi)部容積就可以被清洗或者例如可以在洗碗機(jī)中清洗。在熱傳遞裝置10中，層11優(yōu)選地附接到第一流路20，使得這二者同時(shí)拆卸：僅需要清潔與流體流路(第二流路30)接觸的層11的外部，但是其可以容易地通過布或類似物來清潔，因?yàn)樗３制教埂ｏ@然，包括蒸汽流經(jīng)的第一流路20的內(nèi)部保持完全潔凈，因?yàn)闆]有流體從其中流過，如圖12b所示。同樣如圖12a或12b所示，具有第一流路20的層11被拆卸后，就能夠觸及第二流路30來進(jìn)行清潔，因?yàn)榱黧w已經(jīng)流經(jīng)第二流路30。

通常，流體出口305也被制成能從包裝件300和熱傳遞裝置10的其余部分移除，同樣以便于其清潔。

此外，還使熱傳遞裝置10中的泵送和發(fā)泡裝置50被拆卸成可以易于清潔的多個(gè)部件。通常，當(dāng)存在旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件時(shí)，旋轉(zhuǎn)部件被制成能從靜止部件移除，以便以簡單的方式對(duì)其進(jìn)行清潔，同時(shí)使得能夠觸及與流體接觸并需要清潔的靜止部件的表面。

對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案的包裝件300，可以預(yù)覽與圖11所示類似的構(gòu)造，其中熱傳遞裝置10，特別是加熱單元310具有如圖2所示的構(gòu)造。類似于前文所述，容器301可以被拆卸和清潔，并且流體出口305也優(yōu)選地被制成是可移除的，以便于其清潔。類似地，如前所述，泵送和發(fā)泡裝置50也是可拆卸的以便于其內(nèi)部清潔。

加熱單元310將分離成兩個(gè)部件，每個(gè)部件包括平坦層(主層11和次層12)，該平坦層將是能觸及的以進(jìn)行清潔，并且由于其具有平坦表面而能夠易于清潔。在這兩層之后，第一流路20和第三流路40將被布置用于蒸汽流通，但是不需要分離或拆卸這些部件，因?yàn)闆]有流體在其中流過。分離部件后，流體流經(jīng)的第二流路30(流體或流體泡沫通過流體入口311進(jìn)入加熱單元310)再次被制成是能觸及的，如圖12a和12b所示的第一個(gè)實(shí)施方案中那樣，從而其可以易于清洗。同樣對(duì)于這種構(gòu)造，蒸汽將通過蒸汽連接件303、304被提供到流路20和40中。類似地，通過空氣入口302將空氣提供到泵送和發(fā)泡裝置50，并且泵送和發(fā)泡裝置50中的旋轉(zhuǎn)部件將通過驅(qū)動(dòng)連接件306發(fā)生旋轉(zhuǎn)。當(dāng)以這種構(gòu)造進(jìn)行發(fā)泡時(shí)，來自容器301的流體在進(jìn)入第二流路30之前，即在被加熱之前，被引導(dǎo)到泵送和發(fā)泡裝置50中。

當(dāng)根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方案(根據(jù)圖3)的熱傳遞裝置10在包裝件300中應(yīng)用時(shí)，特別是加熱單元310將包括流體流經(jīng)的第二流路30和基本平坦的層11。層11將與機(jī)器200中的加熱元件21接觸以進(jìn)行加熱。加熱元件21可能有不同的構(gòu)造方式：傳導(dǎo)、使用紅外燈或鹵素?zé)糨椛?、熱空氣、感?yīng)等。

在這種構(gòu)造中，層11將能從第二流路30拆卸(為此可能被構(gòu)造得較厚)，從而使與流體接觸的層11的部分將易于清潔(其被構(gòu)造成基本平坦)，并且第二流路30將是能觸及的以進(jìn)行清潔。包裝件300中的其他部件不與流體接觸，因此不需要清潔。如在先前的實(shí)施方案中那樣，泵送和發(fā)泡裝置50內(nèi)部將是能觸及的以進(jìn)行清潔，并且流體出口305也將被制成能從包裝件300移除以允許對(duì)其進(jìn)行清潔。類似地，容器301將能夠從熱傳遞裝置10拆卸并且也將能夠易于清潔。

當(dāng)還對(duì)流體進(jìn)行發(fā)泡時(shí)，在流體(在這種情況下，流體泡沫)進(jìn)入第二流路30之前將進(jìn)行發(fā)泡，如圖10中示意性所示。

根據(jù)另一實(shí)施方案，如圖7a和7b所示，流體流路(第二流路30)可以布置成圓柱形。在這種情況下，層11將圍繞圓柱形流路30布置成形為套筒，使得該套筒可以被制成能相對(duì)于流路30滑動(dòng)，以便允許適當(dāng)和容易清潔與流體接觸的套筒部分以及流體或流體泡沫流經(jīng)的第二流路30。

根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于以高效的方式按需加熱流體或流體泡沫的機(jī)器200。此機(jī)器200的示意圖如圖13所示。包括具有流體的容器301和優(yōu)選地布置在其頂部的熱傳遞裝置10的包裝件300連接到此機(jī)器200。

如圖10示意性所示，本發(fā)明的包裝件將要連接到的，特別是熱傳遞裝置10將要連接到的機(jī)器200包括至少：

-適于接收集成了熱傳遞裝置10的蓋子或帽塞的機(jī)械連接件，通常為鎖定機(jī)構(gòu)201，其優(yōu)選地還包括手柄202，以便于其封蓋裝置10；

-對(duì)于使用蒸汽加熱的第一個(gè)實(shí)施方案和第二個(gè)實(shí)施方案，蒸汽發(fā)生器或蒸汽制造單元22(通常為加熱塊和泵)，以通過蒸汽連接件303、304將蒸汽分配到蓋子或帽塞中；或?qū)τ谑褂脗鲗?dǎo)、紅外燈或鹵素?zé)糨椛?、熱空氣、感?yīng)或類似方法的第三個(gè)實(shí)施方案，將熱量從加熱元件傳遞到蓋子或帽塞的加熱元件21；

-任選地，發(fā)泡驅(qū)動(dòng)單元23，用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的泵送和發(fā)泡裝置50，特別是使蓋子或帽塞中的泵送和發(fā)泡裝置50的可移動(dòng)部件發(fā)生旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行發(fā)泡；

-還任選地，空氣調(diào)節(jié)器203，以通過空氣入口302將空氣引入泵送和發(fā)泡裝置50中，使得流體(來自容器301)和空氣的混合物進(jìn)行發(fā)泡。

包含在根據(jù)本發(fā)明的包裝件中的流體也可以具有一定的風(fēng)味，因此來自包裝件的產(chǎn)品可以是經(jīng)調(diào)味的熱的且可能還經(jīng)發(fā)泡的飲料。

如圖9中示意性所示，要對(duì)流體產(chǎn)品發(fā)泡時(shí)，首先將其引導(dǎo)至泵送和發(fā)泡裝置50，在其中對(duì)該流體與通過空氣入口302提供到泵送和發(fā)泡裝置50中的空氣的混合物進(jìn)行發(fā)泡。然后將經(jīng)發(fā)泡的混合物引導(dǎo)至第二流路30中。不需要對(duì)流體發(fā)泡時(shí)，僅僅不啟動(dòng)泵送和發(fā)泡裝置50的空氣入口(因?yàn)榭偸切枰盟?，并且流體將被引導(dǎo)至第二流路30中。流體或經(jīng)發(fā)泡的流體產(chǎn)品通過流經(jīng)第二流路30，被主層11(第一個(gè)實(shí)施方案)或被主層11和次層12(第二個(gè)實(shí)施方案)加熱，并且將被引導(dǎo)至杯中或適當(dāng)?shù)娜萜髦小１景l(fā)明的泵送和發(fā)泡裝置50以這種方式工作：當(dāng)其與空氣入口一起被啟用時(shí)，流體和空氣的混合物被泵送并且還進(jìn)行發(fā)泡；當(dāng)空氣入口未被啟用時(shí)，流經(jīng)裝置50的空氣和流體的混合物隨后僅被泵送而不進(jìn)行發(fā)泡。

如圖9所示，包裝件連接的機(jī)器200包括蒸汽發(fā)生器22和發(fā)泡驅(qū)動(dòng)單元23。優(yōu)選地，泵送和發(fā)泡裝置50將被構(gòu)造為相對(duì)于靜止部件旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)部件或被構(gòu)造為相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)部件，使得介于這兩個(gè)部件之間的空氣和流體的混合物受到剪切應(yīng)力作用，從而通過庫埃特流動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生泡沫。優(yōu)選地，這些部件優(yōu)選形狀為圓盤或圓柱形。由發(fā)泡驅(qū)動(dòng)單元23(通常為電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)所述可旋轉(zhuǎn)部件(一個(gè)或兩個(gè))旋轉(zhuǎn)。

類似地，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的包裝件，在其內(nèi)部容積中包含待加熱并且可能也待發(fā)泡的流體產(chǎn)品，以及集成熱傳遞裝置10的蓋子或帽塞。

如圖10中示意性所示，要對(duì)流體產(chǎn)品發(fā)泡時(shí)，首先將其引入泵送和發(fā)泡裝置50中，在該裝置中流體與從空氣入口302進(jìn)入泵送和發(fā)泡裝置50中的空氣發(fā)生混合，流體和空氣的混合物進(jìn)行發(fā)泡，然后被引導(dǎo)至第二流路30中。不需要對(duì)流體發(fā)泡時(shí)，僅僅將不啟動(dòng)泵送和發(fā)泡裝置50的空氣入口，并且流體將被引導(dǎo)至第二流路30中。流體或經(jīng)發(fā)泡的流體產(chǎn)品通過流經(jīng)第二流路30，將由被相應(yīng)加熱元件21(第三個(gè)實(shí)施方案)加熱的層11進(jìn)行加熱，并且將被引導(dǎo)至杯中或適當(dāng)?shù)娜萜髦小＜訜嵩?1可以通過傳導(dǎo)、使用紅外燈或鹵素?zé)糨椛?、熱空氣、感?yīng)或類似方法來進(jìn)行加熱。

如圖10所示，包裝件連接的機(jī)器200包括加熱元件21和發(fā)泡驅(qū)動(dòng)單元23。還優(yōu)選地，泵送和發(fā)泡裝置50將被構(gòu)造為相對(duì)于靜止部件旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)部件(也可能包括相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)部件)，使得介于這兩個(gè)部件之間的空氣和流體的混合物受到剪切應(yīng)力作用，從而通過庫埃特流動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生泡沫。優(yōu)選地，可旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件(或兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)部件)形狀為圓盤或圓柱形。由發(fā)泡驅(qū)動(dòng)單元23(通常為電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)所述可旋轉(zhuǎn)部件(一個(gè)或兩個(gè))旋轉(zhuǎn)。

然而，根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及一種用于以高效的方式按需提供熱流體或流體泡沫的系統(tǒng)100，使得可以容易地清潔與流體或流體泡沫接觸的那些部件，如圖13所示。系統(tǒng)100包括如前所述的包裝件300(集成熱傳遞裝置10的包裝件)和與包裝件連接的機(jī)器200。

以下概括了前文所述的本發(fā)明的系統(tǒng)的一些優(yōu)點(diǎn)：

-該系統(tǒng)能夠按需提供熱流體或熱流體泡沫；

-該機(jī)器沒有與流體或流體泡沫接觸的部件(系統(tǒng)被構(gòu)造為直流或同軸)，從而最大程度減少所需清潔操作；

-與流體或流體泡沫接觸的包裝件的部件被制成易于拆卸，因此可以易于清潔或者可以容易觸及來進(jìn)行清潔；

-由于泡沫和加熱源之間沒有直接接觸，以非常溫和的方式加熱流體泡沫(因此提供非常優(yōu)質(zhì)的泡沫)；

-避免了污染，因?yàn)槊看尾僮骰蚺淞虾罂梢暂p松清潔包裝件。

雖然已參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍的情況下作出許多修改和變化。

標(biāo)記列表

100流體或流體泡沫按需加熱系統(tǒng)

10熱傳遞裝置

11主層

12次層

20第一流路(蒸汽)

30第二流路(流體或流體泡沫)

40第三流路(蒸汽)

50泵送和發(fā)泡裝置

200機(jī)器

201鎖定機(jī)構(gòu)

202手柄

203空氣調(diào)節(jié)器

21加熱元件

22蒸汽發(fā)生器

23發(fā)泡驅(qū)動(dòng)單元

300包裝件

301流體容器

302空氣入口

303蒸汽連接件

304蒸汽連接件

305流體出口

306驅(qū)動(dòng)連接件

310加熱單元

307接頭，法蘭

310加熱單元

311流體入口