DE69600466T2

DE69600466T2 - Dampfdüse für Espressomaschinen

Info

Publication number: DE69600466T2
Application number: DE69600466T
Authority: DE
Inventors: Gotthard Dipl.-Ing. 61476 Kronberg Mahlich
Original assignee: Eugster Frismag AG
Current assignee: Eugster Frismag AG
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: ES2119518T3; DE69600466D1; EP0727167A1; US5785256A; EP0727167B1; DE29502592U1; ATE168867T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfdüse, wie sie in Espressomaschinen vorgesehen ist, und zwar von der Art, die ein Dampfrohr mit einem unteren Auslaß umfaßt.
Bekannte Espressomaschinen der oben dargelegten Art sind zum Zwecke der Erhitzung von Flüssigkeiten und zur Bereitung von Milchschaum für Cappuccino-Kaffee mit einem Dampfauslaßrohr ausgestattet. Zur Erhöhung der Dampfgeschwindigkeit ist am Auslaß des Rohres eine Düse angeordnet. Diese Düse wird, unterschiedlich von Hersteller zu Hersteller, sowohl als Düse mit Kompressionsstrecke und Expansionsstrecke als auch als einfache, im Dampfrohr ausgebildete Querschnittverengung vorgesehen.
Zur Erhitzung von Flüssigkeiten wird die Auslaßdüse unter die Oberfläche einer in einem Gefäß befindlichen Flüssigkeit getaucht und Heißdampf wird in die Flüssigkeit geleitet.
Für die Zubereitung von Milchschaum wird die Düse von Hand so an die Oberfläche der im Gefäß befindlichen Milch geführt, daß sich eine Dreiphasengrenze: Dampf-Milch-Luft ergibt, was zur Bildung des Milchschaumes führt.
Mit einer derartigen Dampfdüse können aber auch Heißgetränke aus Instant-Pulvern bereitet werden. Entweder wird dabei zu diesem Zweck im Gefäß die Flüssigkeit mit dem Instant-Pulver gemischt und anschließend mittels des in die Flüssigkeit eingeleiteten Dampfes erhitzt, oder der Dampfstrahl wird ohne vorhergehende Zugabe von Flüssigkeit in das Gefäß, in welchem sich das Instant-Pulver befindet, geleitet. Der Dampf kondensiert und mischt sich mit dem Instant-Pulver, wodurch das gewünschte Getränk erhalten wird.
Die EP-A-0 509 505 richtet sich auf eine spezielle Struktur zur Erleichterung der Milchaufschäumung unter Ausnutzung der Dampf zufuhrleitung einer Haushaltskaffeemaschine. Die für diesen Zweck ausgelegte Anordnung umfaßt als wesentlichstes Element einen Laminarisierungs-Konus, der fest an der Dampfzufuhrleitung mit im geschlossenen Ende dieser Leitung vorgesehenen Ausstoßöffnungen angebracht ist. Diese Ausstoßöffnungen sind derart gerichtet oder geneigt, daß die ausgestoßenen Dampfstrahlen längs der äußeren Oberfläche des Laminarisierungs-Konus geführt werden und dabei Luft für den Aufschäumeffekt mitreißen, sowie auch derart, daß eine Laminarströmung des Dampfes auf der Konusoberf läche zur Verbesserung des Eindringens der Dampfstrahlen in die Milch erzeugt wird und daß innerhalb der Milch, in die der Laminansierungs-Konus teilweise eingetaucht ist, eine Turbulenz erzeugt wird, um so die Emulsionierung und Aufschäumung der Milch zu verbessern.
Dampfdüsen konventioneller Bauart haben nur eine einzige Dampfauslaßdüse, die axial zur strömungsrichtung im Dampfrohr ausgerichtet ist und damit den austretenden Dampfstrahl ebenfalls in axialer Richtung auf den Pulverhaufen richtet, wenn ein Getränk zubereitet werden soll. Dieser Vorgang hat aber den Nachteil, daß nur ein relativ kleiner Bereich des Instant-Pulvers vom Dampfstrahl getroffen wird, was zu einer Kraterbildung im Pulverhaufen und zu einer Verklumpung entlang dem Bereich des Pulverhaufens führt, der in den Randbereichen längs der Dampfkegelsrandzonen liegt.
Die in der EP-A-0 509 505 offenbarte Vorrichtung mit der Laminarisierungseinrichtung wäre infolge dieser störenden Laminarisierungseinrichtung mit deren turbulenz- und laminarströmungserzeugender Wirkung begleitet vom Mitreißen von Luft für den speziellen Zweck der Milchaufschäumung für die Zubereitung von heißen Getränken aus Instant-Pulver ungeeignet.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Dampfdüse der oben dargelegten bekannten Art anzugeben, wobei diese Düse die Zubereitung von heißen Getränken aus Instant-Pulver ohne die Kraterbildung im in der Flüssigkeit auf zulösenden Pulverhaufen durch den Dampf strahl und ohne eine Verklumpung des Pulvers in den Randbereichen des Dampfkonus ermöglicht. Dieser Gegenstand wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Der obige Gegenstand und weitere Merkmale, die im Verlaufe der Beschreibung offenbar werden, werden erfindungsgemäß durch eine Dampfdüsenanorndung für einer Vorrichtung zur Herstellung heißer Getränke erzielt, deren Merkmale wie folgt zusammengefaßt werden können: ein Dampfrohr mit einer Längsachse und einem Auslaßende; und einen am Dampfrohr am Auslaßende befestigten Düsenkopf. Der Düsenkopf umfaßt mehrere kreisförmig verteilt angeordnete Düsenbohrungen. Jede Düsenbohrung verfügt über einen in Kommunikation mit dem Auslaßende des Dampfrohres stehenden Einlaß sowie einen Auslaß, durch den der im Dampfrohr strömende Dampf ausgestoßen wird. Die Düsenbohrungen divergieren voneinander in Betrachtungsrichtung von ihrem Einlaß zu ihrem Auslaß und schließen mit der Längsachse des Dampfrohres einen spitzen Winkel ein.
Die erfindungsgemäße Dampfdüse vermeidet die Nachteile der bekannten Strukturen und ermöglicht eine gleichmäßige Beaufschlagung des Pulvers mit Dampf und eine klumpenfreie Auflösung des Instant-Pulvers. Anders ausgedrückt, kann durch die verteilte Düsenanordnung eine gleichmäßige klumpenfreie Aufmischung des Instant-Pulvers erzielt werden.
Vorzugsweise weisen die Düsenbohrungen einen gleichen Querschnitt auf und sind bevorzugt in gleichen Abstnden kreisförmig im Düsenkopf angeordnet und verlaufen unter einem spitzen Winkel zur Dampfrohr- oder Düsenkopfachse.
Versuche ergaben, daß es speziell günstig ist, fünf Bohrungen mit einer Winkelausrichting von 150 bis 450, abhängig vom verwendeten Dampfgenerator, vorzusehen.
Für Dampfgeneratoren geringer Leistung ist es außerdem günstig, zusätzlich zu den radialen Bohrungen eine zentrisch angeordnete axiale Bohrung mit einem geringeren Querschnitt als dem der schräg angeordneten Bohrungen vorzusehen.
Die Summe aller Düsenbohrungs-Querschnitte sollte einen Wert von einem Fünftel des Dampfrohrquerschnittes nicht übersteigen, um einen zu hohen Druckverlust zu vermeiden.
Figur 1 zeigt einen axialen Längsschnitt durch ein bevorzug tes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine Ansicht der Anordnung der Figur 1 von unten.
Figur 3 zeigt einen axialen Längsschnitt durch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel umfaßt einen Düsenkopf 1, der auf einen unteren Abschnitt eines Dampfrohres 2 einer ansonsten nicht dargestellten Vorrichtung zur Zubereitung heißer Getränke aufgeschraubt ist. Der Düsenkopf 1 ist mit der zentralen Längsachse oder Mittelachse A des Dampfrohres 2 ausgerichtet.
Der Düsenkopf 1 ist mit fünf Düsenbohrungen 3 versehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind. Die Düsenbohrungen sind unter einem Winkel α zur Mittelachse geneigt, wie in Figur 1 gezeigt ist. Mit anderen Worten können die Düsenbohrungen als in einer Konusfläche liegend angesehen werden, die auf einen Punkt im Innern des Düsenkopfes spitz zuläuft
Im weiterenf in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine zusätzliche zentrale Düsenbohrung 3' vorgesehen, die bezüglich der Dampfrohrmittelachse A ausgerichtet ist. Die Durchtrittsfläche der zentralen Düsenbohrung 3' ist im Querschnitt geringer als die jeder der übrigen Düsenbohrungen 3. Dieses Ausführungsbeispiel ist speziell von Vorteil, wenn die Heißgetränk-Zubereitungsvorrichtung mit einem Dampfgenerator geringer Leistung arbeitet.

Claims

1. Dampfdüsenanordnung einer Vorrichtung für eine Espressomaschine zur Zubereitung von heißen Getränken aus Instant Pulver, aufweisend

(a) ein Dampfrohr (2) mit einer Längsachse und einem Auslaßende; und

(b) einen am Dampfrohr am Auslaßende befestigten Düsenkopf (1); wobei der Düsenkopf mehrere kreisförmig verteilt angeordnete Düsenbohrungen (3) umfaßt; jede Düsenbohrung über einen in Kommunikation mit dem Auslaßende des Dampfrohres stehenden Einlaß sowie einen Auslaß verfügt, durch den der im Dampfrohr strömende Dampf ausgegeben wird; die Düsenbohrungen voneinander in Betrachtungsrichtung von ihrem Einlaß zu ihrem Auslaß divergieren und mit der Längsachse des Dampfrohres einen spitzen Winkel (α) einschließen, um so eine gleichmäßige Beaufschlagung des Pulvers mit dem Dampf und eine klumpenfreie Auflösung des Instant-Pulvers zu ermöglichen.

2. Dampfdüsenanordnung nach Anspruch 1, in welcher die Düsenbohrungen (3) gleichmäßig verteilt sind.

3. Dampfdüsenanordnung nach Anspruch 1, in welcher der spit ze Winkel (α) angenähert zwischen 15º und 45º beträgt.

4. Dampfdüsenanordnung nach Anspruch 1, in welcher die Summe der Querschnitts-Durchtrittsflächen der Düsenbohrungen maximal einem Fünftel einer Querschnitts-Durchtrittsfläche des Dampfrohrs (2) entspricht.

5. Dampfdüsenanordnung nach Anspruch 1, in welcher die Düsenbohrungen (3) identische Querschnitte aufweisen.

6. Dampfdüsenanordnung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine zusätzliche Düsenbohrung (3') in Ausrichtung mit der Längsachse.

7. Dampfdüsenanordnung nach Anspruch 1, in welcher die Düsenbohrungen (3) erste Düsenbohrungen sind; und ferner aufweisend eine zweite Düsenbohrung (3') in Ausrichtung mit der Längsachse, deren Querschnitts-Durchtrittsfläche geringer als eine Querschnitts-Durchtrittsfläche jeder der ersten Düsenbohrungen ist.