(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミルク泡立てシステムであって：
水コンジットであり、その下流方向において：
水容器；
ポンプ；
前記水コンジットにおける水を蒸発させるように構成されたヒーター；および
混合ノード；
を連続的に相互接続する水コンジットと；
空気コンジットであり、その下流方向において：
空気取入れ口；
第１のチェックバルブ；
第２のチェックバルブ；および
前記混合ノード；
を連続的に相互接続する空気コンジットと；
蒸気／空気コンジットであり、その下流方向において：
前記混合ノード；および
泡立てデバイス；
を連続的に相互接続する蒸気／空気コンジットと；
水チャンバーと空気チャンバーを含む拡張容器であり、
前記水チャンバーは、ポンプの下流でヒーターの上流である前記水コンジットの地点に接続されており、
前記空気チャンバーは、前記第１のチェックバルブの下流で前記第２のチェックバルブ上流である前記水コンジットの地点に接続されている、
拡張容器と；
を含むことを特徴とするミルク泡立てシステム。
【請求項２】
前記ミルク泡立てシステムは、さらに：
水逆流コンジットであり：
前記ポンプの下流で前記ヒーターの上流である前記水コンジットの地点と；
逆流コントロールバルブと；
前記水容器の下流で前記ポンプの上流である前記水コンジットの地点と；
を相互接続する水逆流コンジットを含む、
請求項１に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項３】
前記逆流コントロールバルブは、水圧で駆動され、前記ポンプの下流である前記水コンジットの地点に配置された３ポートのバルブである、
請求項２に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項４】
前記逆流コントロールバルブは：
第１のバルブチャンバーであり、第１のポートが前記水コンジットの上流部分に接続されている、第１のバルブチャンバーと；
第２のバルブチャンバーであり、第２のポートと第３のポートを含み、該第２のポートは前記水コンジットの下流部分に接続されており、該第３のポートは前記水逆流コンジットに接続されている、第２のバルブチャンバーと；
流れ制限であり、前記第１のポートと前記第２のポートを相互接続し、前記水コンジットを通る水の流れが、該流れ制限に亘り、前記第１のバルブチャンバーと前記第２のバルブチャンバーとの間の圧力差を増加させる、流れ制限と；
移動可能な膜であり、前記第１のバルブチャンバーと前記第２のバルブチャンバーとの間をシールするように配置され、前記水コンジットを通るポンプ駆動の下流への水の流れによって生じた圧力差の影響の下で前記第３のポートをクローズすることができる、移動可能な膜と；
を含む請求項３に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項５】
前記逆流コントロールバルブは：
バルブチャンバーであり、
前記水コンジットの上流部分に接続された第１のポートと；
前記水コンジットの下流部分に接続された第２のポートと；
前記水逆流コンジットに接続された第３のポートであり、前記第２のポートより広い第３のポートと；
を含むバルブチャンバーと；
浮きであり、前記バルブチャンバーの中に配置され、前記第３のポートをクローズできるような寸法である、浮きと；
を含む請求項３に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項６】
前記水コンジットは、さらに、
前記ポンプの下流で前記ヒーターの上流に配置された第３のチェックバルブを含み、
前記第３のチェックバルブは、前記ポンプが動作しているときにだけ、到達または越されるクラック圧力を有している、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項７】
前記空気コンジットは、
前記第１のチェックバルブと前記第２のチェックバルブとの間に配置された空気注入制限を含む、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項８】
前記水コンジットは、さらに、
前記ポンプの下流で前記ヒーターの上流に配置された水注入制限を含む、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項９】
前記ミルク泡立てシステムは、動作中に、
前記混合ノードにおいて、水体積流量に対する空気体積流量の比率が１０倍で、蒸気と空気が混合されるように構成される、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項１０】
前記ポンプは、振動ポンプである、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項１１】
前記泡立てデバイスは、
締め付けられた部分にミルク供給ラインが接続されたベンチュリ管を含む、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項１２】
前記泡立てデバイスは、スチームワンドを含む、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のミルク泡立てシステムを含むコーヒーメーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチームドミルクフォーム（ｓｔｅａｍｅｄ  ｍｉｌｋ  ｆｏａｍ）を生成するためのミルク泡立てシステムに関する。本システムは、特に、（水）タンクまたは容器タイプのエスプレッソマシンといった、コーヒーメーカーと共に、もしくは組み込まれて使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カプチーノまたはカフェラテといった、スチームドミルクフォームを含むタイプのコーヒーを準備するために、コーヒーメーカーにはミルク泡立てシステムが備え付けられる。そうしたマシンにおけるミルク泡立てシステムの一般的な目的は、微小な泡（望ましくはミクロンサイズの大きさ）から成る、５０から７０度の範囲の温度であるミルクフォームを準備すること、もしくは準備を促進することである。
【０００３】
既知のミルク泡立てシステムは、ベンチュリ管を使用して、蒸気、空気そしてミルクを混ぜ合わせることによってミルクを泡立たせている。蒸気が無理やりにベンチュリ管の中を通ると、その中に負圧を生じ、大気とミルクの両方を、空気供給ラインとミルク供給ラインそれぞれを通して吸い上げる。吸い上げられるミルクと空気の量は、それぞれの供給ラインにおける注入制限を介してコントロールされる。この方法は、生産コストの観点から好ましいものである。蒸発させる水を備えた蒸気ジェネレーターを提供し、システムを適正な圧力に保持するためのポンプ（典型的には電気駆動のもの）を１台しか必要としないからである。しかしながら、残念なことに、ベンチュリ管の中の混ぜ合わせプロセスはいくぶん乱暴で不規則であり、結果としてミルク残渣が意図せず空気供給ラインの中に詰まったり、注入制限をさらに狭めたりすることがある。ついには、空気注入制限が全く塞がれてしまい、その場合にはミルク泡立てシステムは機能しなくなってしまう。
【０００４】
蒸気駆動のベンチュリ管の中に大気を吸い上げる代替案は、ベンチュリ管に至る蒸気ラインの中に圧縮空気を無理やり押し込むことであり、ベンチュリ管は次にミルクの吸い上げだけに使用される。圧縮空気の使用により、壊されやすい空気注入制限は必要なくなる。独立した空気ポンプまたはコンプレッサーが、供給空気の圧縮と計測の両方に使用できるからである。しかしながら、追加のポンプは、また、ミルク泡立てシステムの生産コストを上げ、結果としてこの代替案を利点の少ないものにしてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、既知のミルク泡立てシステムに係る上述の不利な点を克服もしくは軽減することであり、ミルク残渣による空気供給ライン詰まりのリスクが最小化された、経済的に生産可能なミルク泡立てシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様は、ミルク泡立てシステムに向けたものである。ミルク泡立てシステムは、水コンジット（ｃｏｎｄｕｉｔ）であり、その下流方向において：水容器；ポンプ；水コンジットにおける水を蒸発させるように構成されたヒーターまたは過熱ブロック；および混合ノード；を連続的に相互接続する水コンジットを含み得る。システムは、さらに、空気コンジットであり、その下流方向において：空気取入れ口；第１のチェックバルブ；第２のチェックバルブ；および混合ノード；を連続的に相互接続する空気コンジットを含み得る。システムは、また、蒸気／空気コンジットであり、その下流方向において：混合ノード；および泡立てデバイス；を連続的に相互接続する蒸気／空気コンジットを含み得る。ミルク泡立てシステムは、加えて、水チャンバーと空気チャンバーを含む拡張容器であり、水チャンバーは、ポンプの下流でヒーターの上流である水コンジットの地点に接続されており、空気チャンバーは、第１のチェックバルブの下流で第２のチェックバルブの上流である水コンジットの地点に接続されている、拡張容器を含み得る。
【０００７】
開示されるミルク泡立てシステムは、２つの代替的なサイクルにおいて動作する。すなわち、泡立てサイクルと休憩サイクルである。泡立てサイクルの最中、ポンプは混合ノードに向かう蒸気と空気の流れを提供するように動作している。後にミルク泡立て生産のために泡立てデバイスに送られる蒸気／空気ミックスを生成するためである。蒸気は、ポンプが、水コンジットを介して、水容器からヒーターに液体水を移動する際に生成され、同じ水コンジットを介して、下流に配置された混合ノードと流体連通している。混合ノードに向かう加圧された空気の流れは、水コンジットと空気コンジットとの間に配置された２つのチャンバーの拡張容器によってもたらされる。ポンプが作動して水を水容器からヒーターに移動させるときに、ポンプは、拡張容器の水チャンバーの中にも水を押し入れている。これにより、拡張容器の空気チャンバーの中のあらゆる空気は加圧され、空気コンジットを通じて混合ノードに向かって送り出される。休憩サイクルの最中、ポンプは非動作であり、拡張容器の水チャンバーは空になり、減圧される。これにより、拡張容器の空気チャンバーは、空気コンジットの空気取り入れ口を介して新鮮な空気を取り込む時間ができ、次の泡立てサイクルのために効果的に空気を再補給している。本発明に従ったミルク泡立てシステムは、このようにたった一つの（水）ポンプを有効に利用して、混合ノードに水（蒸気の形体で）と空気の両方を同時に供給している。
【０００８】
本発明の詳述に従えば、ミルク泡立てシステムは、さらに、水逆流コンジットであり、ポンプの下流で前記ヒーターの上流である前記水コンジットの地点と、逆流コントロールバルブと、水容器の下流でポンプの上流である水コンジットの地点とを相互接続する水逆流コンジットを含む。
【０００９】
水逆流コンジットは、ポンプの周りにバイパスを備えており、休憩サイクルの最中に、水を拡張容器の水チャンバーから水容器の中に逆流させる。逆流コントロールバルブは、休憩サイクルの最中にだけ、水の逆流が起きることを確保するように構成されている。例えば、ポンプが非動作のときである。
【００１０】
一つの実施例においては、逆流コントロールバルブは、水圧で駆動される３ポートのバルブであり、水コンジットにおけるポンプの下流の地点に配置されている。こうしたバルブは経済的に生産され、実施され得る。特には、機能するのに、例えば、ソレノイドまたは電気モーターといった、電気的なアクチュエーターを必要としないからである。
【００１１】
有利な実施例においては、逆流コントロールバルブは、第１のバルブチャンバーを含んでおり、水コンジットの上流部分に接続された第１のポートを有している。逆流コントロールバルブは、さらに、第２のバルブチャンバーを含んでおり、第２のポートと第３のポートを有している。第２のポートは、水コンジットの下流部分に接続され、第３のポートは、水逆流コンジットに接続されている。逆流コントロールバルブは、また、第１のポートと第２のポートを相互接続している流れ制限を含んでおり、水コンジットを通る水の流れが、流れ制限に亘り、第１および第２のバルブチャンバーとの間の圧力差を増加させる。移動可動な膜が、第１のバルブチャンバーと第２のバルブチャンバーとの間をシールするように配置される。膜は、水コンジットを通るポンプ駆動の下流への水の流れによって生じた圧力差の影響の下で第３のポートをクローズすることができる。
【００１２】
別の有利な実施例においては、逆流コントロールバルブはバルブチャンバーを含んでおり、バルブチャンバーは、前記水コンジットの上流部分に接続されている第１のポートと；水コンジットの下流部分に接続されている第２のポートと；水逆流コンジットに接続されている第３のポートとを含んでいる。第３のポートは、第２のポートよりも広く、望ましくはバルブチャンバーの側壁または底面に備えられ得る。逆流コントロールバルブは、さらに、バルブチャンバーの中に配置され、第３のポートをクローズすることができるような寸法の浮きを含み得る。
【００１３】
ミルク泡立てシステムの詳述に従えば、水コンジットは、ポンプの下流でヒーターの上流に配置された、チェックバルブを含み得る。チェックバルブは、ポンプが動作しているときにだけ、到達または越されるのクラック圧力を有している。
【００１４】
水コンジットにおけるチェックバルブは、休憩サイクルにおいて拡張容器の水チャンバーがヒーターの中に排出されないように働いている。こうした排出は、ヒーターの望ましくない蒸気化を再開させてしまう（通常は、泡立てサイクルの終点でヒーターは空であり、一方、ヒーターは、まだ水を蒸発させるのに十分な温度であり得る）。クラック圧力の正確な値は、システムの構成に依存するが、一般的には、少なくとも継続した時間においては、ポンプが動作しているときにだけ到達または越される値であり得る。クラック圧力は、少なくとも継続した時間においては、ポンプが動作を停止して、拡張容器の水チャンバーを排出することによる水の加圧によって、チェックバルブに対して伝えられる圧力よりも高いものであり得る。
【００１５】
本発明に係るこれらの、そして他の特徴および有利な点は、添付の図面と共に、後述される本発明の特定の実施例の記載から、より十分に理解されよう。これらは説明のためのものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に従って典型的なミルク泡立てシステムに係る配管と器具類を示すダイアグラムである。
【図２】図２は、図１に係るミルク泡立てシステムで使用される第１の典型的なコントロールバルブの模式的な断面図である。
【図３】図３は、図１に係るミルク泡立てシステムで使用される第２の典型的なコントロールバルブの模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明に従って典型的なミルク泡立てシステム１に係る配管と器具類を示すダイアグラムである。図示された実施例において、４つの主要な、相互に接続されたコンジット（ｃｏｎｄｉｔ）が見分けられるであろう、すなわち、水コンジット１０、空気コンジット２０、蒸気／空気コンジット３０、そして逆流水コンジット４０である。
【００１８】
水コンジット１０は、水容器１１から混合ノード３１まで延びている。水容器１１と混合ノード３１との間において、水コンジット１０は連続的に、ポンプ１２、水注入または水流制限１３、チェックバルブ１４、そしてヒーター１５を含んでいる。
【００１９】
水容器１１は、水を保持または保管するために好適なあらゆるデバイスであり得る。典型的な一つの実施例において、水容器は、水コンジット１０に対して取り外し可能に接続できる、補充可能な水タンクの形態をとり得る。
【００２０】
ポンプ１２は、水を水容器から吸い上げることができるあらゆる好適なタイプのポンプであり得る。望ましくは、１から２気圧の範囲の継続的な動作圧力（例えば、継続的な動作中のポンプ出口における圧力）においてである。典型的な一つの実施例において、ポンプ１２は電気的振動ポンプであり得る。こうしたポンプは、その小ささ、低維持費、そして比較的に低コストであることで知られている。加えて、振動ポンプはドライ状態でも損傷無く動作でき、空になり得る水容器１１との組み合わせにおいて非常に現実的である。
【００２１】
水コンジット１０における水注入制限１３は、ヒーター１５に届けられる水の供給を測定または注入するのに役に立つ。水注入制限１３の寸法は、システム１に係る他のパラメータに依存しており（例えば、水コンジット１０の寸法、及び／又はポンプ１２の動作圧力）、典型的には、体積流量が０．３から０．７ｍｌ／ｓの範囲で、ポンプの動作中にヒーターに向かって水が届けられるように寸法が選択される。水注入制限１３の寸法は固定であり得るし、もしくは流れ制限コントロール手段を介して可変でコントロール可能であり得る。
【００２２】
水コンジット１０におけるチェックまたはワンウェイ（ｏｎｅ−ｗａｙ）バルブ１４は、ポンプ１２からヒーター１５に向かう水の流れを許すように方向付けられ得る。チェックバルブ１４の開口圧力（例えば、バルブを開くのに必要な最小圧力差）は、望ましくは、チェックバルブがポンプの動作時には開き、ポンプの非動作時には閉まるように選択される。従って、チェックバルブ１４の主要な目的は、ポンプが電源オフのときにヒーター１５に対して水が提供されないことを確保することである。
【００２３】
ヒーター１５は、供給された液体水を熱し、蒸発させるように構成され得る。望ましくは、１２０から１６０℃の範囲（例えば、約１４０℃）の温度になるまで水を熱するように構成される。ヒーター１５は、従来デザインのものでよく、原則としてあらゆる好適な形態をとり得る。ヒーター１５の一つの実施例は、例えば、熱伝導性材料（例えば、アルミニウム）の加熱ブロックを含んでおり、水コンジット１０が、おそらくコイルを形成するように巻かれて、そこを通っている。水コンジット１０の、少なくとも加熱ブロックを通して延びている部分は、望ましくは、鉄といった、耐熱の、熱伝導材料からできている。加熱ブロックは、さらに、加熱ブロックを熱するための一つまたはそれ以上の加熱エレメント（例えば、電力加熱抵抗エレメント）を含んでおり、それゆえ水コンジット１０の部分がそこを通過している。
【００２４】
空気コンジット２０は、空気取入れ口２１から混合ノード３１まで延びている。空気取入れ口２１と混合ノード３１との間に、空気コンジットは、第１のチェックバルブ２２、空気注入制限２３、そして第２のチェックバルブ２４を含み得る。
【００２５】
第１のチェックバルブ２２と第２のチェックバルブ２４の両方は、空気が空気取入れ口２１から混合ノード３１まで流れることができるように方向付けられ得る。２つのバルブ２２，２４の目的は、以下のシステム動作に係る記述から明らかになるように、わずかに異なっている。
【００２６】
空気コンジット２０における空気注入制限２３は、混合ノード３１で蒸気と混合される空気の供給について計測または注入するように働く。空気注入制限２３の寸法は、システム１に係る他のパラメータに依存しており（例えば、空気コンジット２０の寸法、及び／又はポンプ１２の動作圧力）、典型的には、同時にヒーターに供給される水の体積流量の約１０倍の体積流量で、ポンプの動作中にヒーターに向かって空気が届けられるように寸法が選択される。つまり、体積流量が典型的には３から７ｍｌ／ｓの範囲である（大気圧において）。空気注入制限２３の寸法は固定であり得るし、もしくは空気注入制限コントロール手段を介して可変でコントロール可能であり得る。
【００２７】
図１から明らかなように、水コンジット１０と空気コンジット２０は混合ノード３１において接続または合流する。そこは、コンジット１０、２０それぞれの観点から、共に最も下流の地点である。混合ノード３１から、蒸気／空気コンジット３０が、泡立てデバイス３２に延びている。
【００２８】
泡立てデバイス３２は、微小な泡、望ましくはミクロンサイズの泡、から成るミルクフォームを準備すること、もしくは準備を促進するように働き、異なる形態をとり得る。泡立てデバイス３２が、実際にミルクフォームを準備または生成するように構成されている場合には、主通路が蒸気／空気コンジット３０の一部を形成しているか、蒸気／空気コンジットに接続されているベンチュリ管（または類似のベンチュリ効果デバイス）を含み得る。圧縮された部分において、ベンチュリ管はミルク供給ラインに接続され、そしてミルク容器に接続され得る。ミルク供給ラインは、固定または可変であり、コントロール可能なミルク注入制限を含み得る。ベンチュリ管の下流端には、生成された泡を出すためのノズルを備えている。泡立てデバイスが、単にミルクフォームの準備を促進するように構成されている場合には、いわゆる「スチームワンド（ｓｔｅａｍ  ｗａｎｄ）」に似ている。そして、半手動的にミルクフォームを生成するためにミルクのジャグ（ｊｕｇ）と組合わせて使用される蒸気／空気出力管を少し含み得る。
【００２９】
上述のように、水コンジット１０と空気コンジット２０は、混合ノード３１においてお互いに流体連通（ｆｌｕｉｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）している。加えて、二つのコンジット１０、２０は、特に２チャンバー拡張容器６０を介して、混合ノード３１の上流でお互いに圧力連通（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）している。第１または拡張容器の水チャンバーは、ポンプ１２の下流でヒーター１５の上流の地点において、水コンジット１０と流体連通し得る。第２または拡張容器の空気チャンバーは、備え付けられた第１のチェックバルブ２２と第２のチェックバルブ２４との間の地点において、空気コンジット２０と圧力連通し得る。より特定的には、第１のチェックバルブ２２の下流であり注入制限２３の上流の地点である。拡張容器６０に係る水チャンバーと空気チャンバーは、フレキシブルでおそらく弾性な膜で分離され得る。膜は、水と空気の両方に対して不浸透性であることが望ましい。
【００３０】
水逆流コンジット４０は、ポンプ１２をバイパスする、水コンジット１０に係るバイパスを本質的に形成している。このように、ポンプ１２の上流の水コンジット１０の地点と、ポンプの下流の水コンジットの地点を結んでいる。
【００３１】
水逆流コンジット４０は、コントロールバルブ４１を含み得る。コントロールバルブ４１は、あらゆる好適な（バルブ）タイプであってよい。それは、ポンプ１２が電源オフのときに、水逆流コンジット４０を通じて水が流れること（特には、ポンプ１２の上流の水コンジット１０の地点に向かって）を許すように構成されている。上述のコントロールバルブ４１の動作をもたらすために、あらゆる好適な方法でコントロールされ得る。一つの実施例において、コントロールバルブ４１は電気機械的なバルブ（例えば、ソレノイドバルブまたはモーター駆動のボールバルブ）を含み、おそらくは一つまたはそれ以上のセンサーから受け取った信号に依存して、コントローラーまたはプロセッサーによって動作がコントロールされ得る。しかしながら、他の望ましい経済的な実施例においては、コントロールバルブ４１は全くの機械式なものであり、水コンジットの中の水圧によってコントロールされるように構成され得る。より特定的には、ポンプ１２の下流でヒーター１５の上流である水コンジットの部分における水圧である。図２と図３は、こうした機械式のコントロールバルブ４１の典型的な実施例をそれぞれ示している。両方の実施例は、３ポートバルブまたは３ウェイバルブとして構成されており、水コンジット１０においてポンプ１２の直ちに下流の地点に配置され得る。そして、水逆流コンジット４０へのポートまたは接続を有している。しかしながら、当業者であれば、コントロールバルブ４１の別の実施例では、異なった数のバルブを有し得ることを正しく理解されよう。例えば、コントロールバルブ４１が水逆流コンジット４０の中間のどこかに配置される場合には２バルブである。
【００３２】
図２は、コントロールバルブに係る第１の典型的な実施例の模式的な断面図である。この実施例においては、コントロールバルブ４１は、スペースを決めるハウジング４２を含み、スペースは、移動可能で、及び／又はフレキシブルな膜によって第１と第２のバルブチャンバーに分離されている。膜４７は、水に対して非浸透性のものであり、それぞれ第１と第２のバルブチャンバー４５、４６の間のシール（ｓｅａｌ）を形成している。加えて、第２のバルブチャンバー４６と（パイプ配管の）水逆流コンジット４０との間のポート４９ｃをクローズすることのできるバルブとして働き得る。バネ４８は、ポート４９ｃがオープンである位置に向かって膜４７にバイアスをかけている。第１および第２のバルブチャンバー４５、４６それぞれは、第１のポート４９ａと第２のポート４９ｂを介して、それぞれに挿入コンジット４３と流体連通し得る。挿入コンジット４３は、ポンプ１２の直ちに下流において水コンジット１０の中に（例えば、一部を形成するように）挿入されるように構成され得るもので、第１のポート４９ａと第２のポート４９ｂとの間に配置される流れ制限４４を含み得る。第１のチャンバー４５とオープンに（例えば、流れ制限４４によって制限されずに）接続している挿入コンジット４３の一端は、上流であり／ポンプ１２側の水コンジット１０に係る地点に接続される。一方、第２のチャンバー４６とオープンに接続している挿入コンジット４３の一端は、下流であり／ヒーター１５側の水コンジット１０に係る地点に接続される。
【００３３】
コントロールバルブ４１に係る第１の実施例の動作は、以下の通りである。ポンプが作動しているとき、ポンプは水容器１１から水を引き出し、挿入コンジット４３を含んで、水コンジット１０の中を押し通す。そこに備えられた流れ制限４４は、その流れを妨げ、流れ制限に渡る圧力差を生じさせる。第１および第２のポート４９ａ、４９ｂを介して、こうした圧力差は第１および第２のバルブチャンバー４５、４６それぞれに伝達される。膜４７に渡る圧力差を生じさせるためである。ポンプが作動すると、このように第１のチャンバー４５における圧力が第２のチャンバー４６における圧力よりも大きくなる。その結果、膜４７は、バネ力（比較的に小さい）に逆らって動き、水逆流コンジット４０に対してポート４９ｃをクローズする。ポンプ１２が電源オフされると、膜４７に渡る圧力差は、バネ力とバランスするのに必要なレベルより下に落ちる。すると、バネ４８は、膜４７を、第２のバルブチャンバー３６と水逆流コンジット４０との間のポート４９ｃをもはや塞ぐことのない位置に押しやる。このことは、コントロールバルブ４１の下流でヒーター１５の上流の水コンジット１０の部分が、水容器１１とオープンに接続していることをもたらす。
【００３４】
図３は、コントロールバルブ４１に係る第２の典型的な実施例の模式的な断面図である。この第２の実施例は、３つのポート５２ａ、５２ｂ、そして５２ｃをもった単一のバルブチャンバー５１を含む。バルブ４１は、ポート５２ａと５２ｂを用いて、水液体コンジット１０におけるポンプ１２の直ちに上流の地点に配置され得る。ポート５２ａは、上流であり／ポンプ１２側の水コンジット１０に係る地点に接続される。一方、ポート５２ｂは、下流であり／ヒーター１５側の水コンジット１０に係る地点に接続される。ポート５２ｃは、順番に、水逆流コンジット４０に接続され得る。ポート５２a−ｃは、全て同一寸法でなくてよく、特に、ポート５２ｂは、少なくともポート５２ｃより小さい寸法であるという意味において、制限されている。同一の圧力差において、より小さな流量となるようにである。バルブチャンバー５１は、さらにポート５２ｃの端部に押し付けられたときに、ポート５２ｃを遮断することができるような寸法である浮き５３を含み得る。浮き５３は、適度の浮力を有している。
【００３５】
コントロールバルブ４１に係る第２の実施例の動作は、以下の通りである。ポンプが動作しているとき、ポンプは水容器１１から水を引き出し、ポート５２ａを通じてバルブチャンバー５１の中に押し込む。水は、ポート５２ｂまたはポート５２ｃのいずれかを介してバルブチャンバー５１から出て行く。ポート５２ｂがポート５３ｃに比べて制限されているので、水は第１に後者のポートを通じてバルブチャンバー５１を出て行く傾向にある。しかしながら、ポート５２ｃを通る顕著な水の流れは、浮き５３を引きずり込み、ポート５２ｃ（の端部）と接触させる。ポート５２ｃに渡る圧力差（ポンプ１２により維持されている）の結果として、浮き５３はポート５２ｃを遮断し、水はポート５２ｂから出て行くことを強いられる。
【００３６】
ポンプ１２が電源オフされ、ポート５２ｃに渡る圧力差が解消されたときは、浮き５３に浮力が浮きを遮断位置から引き上げ、ポート５２ｂと５２ｃを、そうでなければ、フリーな流体連通とする。
【００３７】
図１に係るミルク泡立てシステム１の一般的な構造が説明されてきたので、その動作について注意を向ける。
【００３８】
上述のように、ミルク泡立てシステム１は、２つの代替的なサイクルにおいて動作する。すなわち、泡立てサイクルと休憩サイクルである。
【００３９】
泡立てサイクルの最中、ポンプ１２は混合ノード３１に向かう蒸気と空気の流れを提供するように動作している。後にミルク泡立て生成のために泡立てデバイス３２に送られる蒸気／空気ミックスを生成するためである。蒸気は、ポンプが、水コンジット１０を介して、水容器１１からヒーター１２に液体水を移動する際に生成され、同じ水コンジット１０を介して、下流に配置された混合ノード３１と流体連通している。ポンプ１２の下流の水コンジット１０において水を流すために、コントロールバルブ４１は水逆流コンジット４０をクローズし、従って水は再循環されない。ポンプ１２の下流の水コンジット１０における水の加圧は、さらに（ｉ）チェックバルブ１４のクラック圧力に打ち勝ち、バルブの下流でヒーター側で増大する蒸気圧力にもかかわらずである、そして（ｉｉ）拡張容器６０の水チャンバーが満たされ、加圧される。拡張容器６０の中の水チャンバーと空気チャンバーを分離しているフレキシブルな膜は、空気チャンバーの容積を犠牲にして、水チャンバーを拡張する。これにより、空気チャンバーの中の空気は加圧され、次に、第１および第２のチェックバルブ２２，２４の間の空気コンジット２０部分における空気を加圧する。チェクバルブ２２，２４の方向性のおかげで、空気の加圧は、空気注入制限２３と第２のチェックバルブ２４を通って混合ノードの中に向かう下流への空気の流れをもたらす。泡立てサイクルは、拡張容器６０の空気チャンバーの中の空気の供給が尽きたときに終了する。それゆえ、蒸気／空気ミックスは、もはや生成されない。そして、ポンプは電源オフされる。
【００４０】
ポンプ１２の電源オフは、休憩サイクルまたは再生サイクルの開始の印しとなる。水コンジット１０におけるポンプ駆動の水の流れが停止すると、コントロールバルブ４１は水逆流コンジット４０をオープンする。これにより、いまだに加圧されている拡張容器６０の水チャンバーの中の水は、水コンジット１０の中に流れ戻り、コントロールバルブ４１を介して、水容器１１の中に戻る。好適なクラック圧力をもったチェックバルブ１４がヒーター２５のちょうど上流に備えられている場合には、水はヒーターの中に入らない。拡張容器６０からの水の逆流は、空気チャンバーと水チャンバーを分離する膜の弾力性によって駆動され得る。代替的には、水の逆流は重力によって駆動され得る。この場合には、水容器は、拡張容器６０よりも鉛直方向で低いレベルに配置される。水が拡張容器６０の水チャンバーから流れると、空気チャンバーは拡張し、その中の圧力が低下する。従って、空気チャンバーは、空気コンジット２０の空気取り入れ口２１を介して、空気を吸い込もうとする。第１のチェックバルブ２２は、この空気取り入れを可能にし、一方、第２のチェックバルブ２４は、空気チャンバーが、混合ノードの下流の蒸気／空気コンジット３０から水蒸気、及び／又はミルク残渣を吸い込むのを防いでいる。第２のチェックバルブ２４は、このように空気コンジット２０、より特定的には空気注入制限２３を、コンタミネーションから保護している。拡張容器６０の水チャンバーが完全または部分的に排出され、空気チャンバーが新鮮な空気で再び満たされれば、ミルク泡立てシステムは別の泡立てサイクルの準備ができており、ポンプ１２を電源オンすることにより開始され得る。
【００４１】
上記に本発明に係る説明的な実施例、部分的には添付の図面に関して、を述べてきたが、本発明はこうした実施例に限定されるものではないことが理解されるべきである。開示された実施例に対する変更は、図面、開示、および添付の請求項の研究からクレームされた発明を実行している当業者によって理解され、果たされる。この明細書の全てに亘り、「一つの実施例（“ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ”ｏｒ“ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ”）」は、実施例に関する特定の特徴、構成、または特性が、少なくとも一つの本発明に係る実施例に含まれることを意味する。このように、この明細書の全てに渡る種々の場所に登場するフレーズ「一つの実施例においては、（“ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ”ｏｒ“ｉｎ  ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ”）」は、必ずしも全てが同一の実施例を参照する必要はない。さらには、一つまたはそれ以上の実施例に係る特定の特徴、構成、または特性は、あらゆる好適な方法で組み合わされ、新規で、明確には記述されていない実施例を形成し得ることに留意すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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