(57)【要約】  飲料を調合するプロセスで使用するのに適した使い捨て可能なカートリッジ１０は、ポンプユニット１を有する。ポンプユニット１のダクトシステム３０は、第一のダクト３１と、第一のダクト３１に結合する第二のダクト３２とを備え、かつこれらのダクト３１、３２間の角度θは90°よりかなり小さい。飲料を調合するプロセスにおいて、第一の流体は、第一のダクト３１の注入部から供給され、第二の流体の流れは、第二のダクト３２から供給される。ダクト３１、３２が合流する場所で、第二の流体から第一の流体への運動量の転送が生じ、その結果として低圧が発生し、さらにその結果として第一の流体が動かされる。さらに、第一のダクト３１の排出部に第一の流体と第二の流体との合流流体が得られる。
2008542145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一の流体と第二の流体に基づいて飲料を調合する方法であって、
前記第一の流体と前記第二の流体の流れとを供給するステップと、
局所的に低圧を発生させることによって前記第二の流体の流れの影響下で前記第一の流体の流れを発生させるステップであって、この局所的な低圧は、前記第二の流体の流れから前記第一の流体への運動量の転送を可能とすることによってのみ得られる、ステップと、
前記第二の流体の流れと前記第一の流体の流れとを合流させ、これによって前記第一の流体と前記第二の流体とに基づく合流流体が得られる、ステップと
前記合流流体の中で前記第一の流体と前記第二の流体との交流を可能とするステップとを、
備える、飲料の調合方法。
【請求項２】
前記第二の流体の流れと、前記第一の流体の流れとが、90°より小さい角度で合流する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第二の流体の流れと、前記第一の流体の流れとが、0°の角度で合流する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一の流体の流れが、局所的に制約される、請求項１ないし３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第一の流体が、液体を備え、かつ前記第二の流体が、蒸気を備える、請求項１ないし４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
空気が、少なくとも第一の流体の流れか、第二の流体の流れの何れかに注入される、請求項１ないし５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
第三の流体を供給するステップと、
局所的に低圧を発生させることによって、前記第一の流体と前記第二の流体とに基づいて得られる合流流体の流れの影響下で前記第三の流体の流れを起こさせるステップであって、この局所的な低圧が、前記第一の流体と前記第二の流体に基づいて得られる合流流体から前記第三の流体への運動量の転送を可能とすることによってのみ得られる、ステップと、
前記第一の流体及び前記第二の流体に基づいて得られる前記合流流体の流れと前記第三の流体の流れとを合流させることによって、前記第一の流体と、前記第二の流体と、前記第三の流体とに基づいて合流流体の流れが得られるステップとを、
さらに備える、請求項１ないし６の何れか一項に記載の飲料の調合方法。
【請求項８】
前記第三の流体の流れと、前記第一の流体及び前記第二の流体に基づいて得られる前記合流流体の流れとが、90°より小さい角度で合流する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第一の流体及び前記第三の流体が液体を備え、かつ前記第二の流体が、蒸気を備える、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
空気が、少なくとも、前記第三の流体の流れか、又は前記第一の流体と前記第二の流体とに基づいて得られる合流流体の流れの、何れかに注入される、請求項７ないし９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ダクト・システムが設けられ、前記流れが、前記ダクト・システムのダクト内で生ずる、請求項１ないし１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
小粒子の形での乾燥材料が、前記流れの少なくとも１つに供給される、請求項１ないし１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１２の何れか一項に記載された方法によって飲料を準備するために、少なくとも２つの流体を飲料メーカーの排出口に運び、かつ前記流体を統合させる、ダクト・システムを備える、飲料メーカーで使用されるポンプ・ユニット。
【請求項１４】
前記ダクト・システムが、少なくとも第一のダクトと、前記第一のダクトに結合する第二のダクトと、を備え、かつ前記第二のダクトが前記第一のダクトに結合する位置と前記ダクト・システムの排出口との間に延在する前記第一のダクトの一部が、その長さ全体にわたって一定の断面積を持つ、請求項１３に記載のポンプ・ユニット。
【請求項１５】
前記第一のダクトの注入口が、液体を供給するための供給部に接続可能であり、かつ前記第二のダクトの注入口が、蒸気を供給するための供給部に接続可能である、請求項１４に記載のポンプ・ユニット。
【請求項１６】
前記ダクト・システムが、前記第一のダクトに結合する少なくとも1つの追加ダクトを備える、請求項１４または１５に記載のポンプ・ユニット。
【請求項１７】
前記ダクト・システムが、少なくとも、第一のダクトと、第二のダクトと、第三のダクトと、を備え、前記第二のダクトが、前記第一のダクトおよび前記第三のダクトより小さな断面積を持ち、前記第二のダクトが、前記第一のダクトの内側に配置され、かつ前記第一のダクトと前記第二のダクトとの両方が、前記第三のダクトに結合する、請求項１３に記載のポンプ・ユニット。
【請求項１８】
前記ダクト・システムが、少なくとも第一のダクトと、第二のダクトと、第三のダクトとを備え、前記第二のダクトが、前記第一のダクトおよび前記第三のダクトより小さな断面積を持ち、前記第二のダクトと、前記第一のダクトとが互いに隣接して配置され、かつ前記第一のダクトと前記第二のダクトの両方が、前記第三のダクトに結合する、請求項１３に記載のポンプ・ユニット。
【請求項１９】
前記第一のダクトまたは前記第二のダクトの何れか一方の注入口が、液体を供給するための供給部に接続可能であり、かつ前記第一のダクトと前記第二のダクトの何れか他方の注入口が、蒸気を供給するための供給部に接続可能である、請求項１７または１８に記載のポンプ・ユニット。
【請求項２０】
前記ダクト・システムが、少なくとも第一のダクトと、第二のダクトと、第三のダクトとを備え、前記第二のダクトが、前記第一のダクトに結合し、かつ前記第一のダクトが、前記第三のダクトに結合する、請求項１３に記載のポンプ・ユニット。
【請求項２１】
前記第一のダクトの注入口と前記第三のダクトの注入口が、液体を供給するための供給部に接続可能であり、かつ前記第二のダクトの注入口が、蒸気を供給するための供給部に接続可能である、請求項２０に記載のポンプ・ユニット。
【請求項２２】
請求項１３ないし２１の何れか一項に記載のポンプ・ユニットを備えた飲料メーカーに使用される使い捨て可能なカートリッジ。
【請求項２３】
液体を収容する少なくとも１つのタンクをさらに備えた、請求項２２に記載の使い捨て可能なカートリッジ。
【請求項２４】
請求項１３ないし２１の何れか一項に記載のポンプ・ユニットを備え、前記ポンプ・ユニットが、飲料メーカーと一体を成す、飲料メーカー。
【請求項２５】
前記ポンプ・ユニットの前記ダクト・システムの注入口に接続される蒸気発生器をさらに備えた、請求項２４に記載の飲料メーカー。
【請求項２６】
請求項２２または２３に記載の使い捨て可能なカートリッジを受け取るための空間を備えた飲料メーカー。
【請求項２７】
前記空間に前記使い捨て可能なカートリッジを受け入れると、前記使い捨て可能なカートリッジのポンプ・ユニットの前記ダクト・システムの注入口に接続可能な蒸気発生器をさらに備えた、請求項２６に記載の飲料メーカー。
【請求項２８】
前記使い捨て可能なカートリッジの前記ポンプ・ユニットの注入口と液体を収容する容器の排出口との間に開口部を設ける手段を、さらに備えた、請求項２６または２７に記載の飲料メーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料を調合するための方法に関する。本発明は特に、少なくとも2つの流体に基づく飲料を調合する方法、たとえばミルクと蒸気に基づくホットミルクを調合する方法、またはシロップと水に基づくジュースを調合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この技術分野では、カプチーノを作成するためにミルクを泡立てる装置が多数知られている。一般に、そのような装置は、蒸気発生器とその蒸気発生器に接続された蒸気チューブを備え、かつこの蒸気チューブの端部は空気とミルクを吸い込むためのチャンネル及び真空容器を持つノズル・システムに結合している。真空容器によって提供される空間は蒸気チューブの狭められた端部によって提供される空間よりもかなり大きく、その結果として蒸気が真空容器に到達すると同時に突然の圧力低下が発生する。この真空容器内に発生した相対的低圧の影響によって、空気とミルクが吸入される。従って、ミルクと空気との移動を起こさせるために別々のポンプを使用する必要はない。上記の方法によってカプチーノを作成する装置の例は、EP 0 858 757 A1により公知である。
【０００３】
ある制約部をもって別の流体を連続して導入し、この流体を容器に供給することによって得られる局所的な低圧の影響下で流体を吸い込むという原理は、ベンチュリの原理と呼ばれる。
【特許文献１】米国特許第5339725号
【特許文献２】EP 0 858 757 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ベンチュリの原理が適用される方法とは異なる、別の飲料調合方法を提供することである。特に、本発明の目的は、ある流体の流れが別の流体の流れの影響下で得られ、一方で制約部と容器との連続した装置配列を持つ必要がない、より簡単な装置配列を得ることができる方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の目的は、少なくとも第一の流体と第二の流体に基づいて飲料を調合する方法であって、この方法は、第一の流体と第二の流体を供給するステップと、局所的に低圧を発生させることによって第二の流体の流れの影響下で第一の流体の流れを発生させるステップであって、かつこの局所的な低圧は、全く第二の流体の流れから第一の流体の流れへの運動量の転送を可能とすることによってのみ得られるステップと、第二の流体の流れを第一の流体の流れに合流させることによって第一の流体と第二の流体とに基づく合流流体を生成するステップと、この合流流体の中での第一の流体と第二の流体との交流を可能とするステップとを有する飲料の調合方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、別の流体の流れの影響下である流体の流れを発生させる目的のために、ベンチュリの原理とは異なった原理が適用される。本発明で適用される原理を、以下「イジェクタ原理(Ejector principle)」と呼ぶが、これは通常、制約部と容器との連続的装置配列を通して第二の流体の流れを導入することによって得られる局所的な低圧の影響下で第一の流体の流れを発生させる仕組みを含まない。イジェクタ原理では、その代わりに、第一の流体の流れは、第二の流体の流れから第一の流体への運動量の転送を可能とすることによって得られる局所的な圧力の影響下で生成される。
【０００７】
さらに、本発明によれば、飲料は、第二の流体の流れと第一の流体の流れとを合流させて、第一の流体と第二の流体とに基づく合流流体を生成することによって得られる。この合流流体の中で、第一の流体と第二の流体との交流が可能となる。このような方法で飲料の流れが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明による飲料調合方法を実施するために採用された装置の簡単な実施例においては、第一のダクトと第二のダクトとを持つダクト・システムが配置され、前記第二のダクトは前記第一のダクトに結合されている。この構成において、第一のダクトの第一の部分は第一の流体を運ぶために使用され、第二のダクトは第二の流体を運ぶために使用され、第一のダクトの第二の部分は、第一の流体と第二の流体とに基づいて得られる合流流体を運ぶために使用される。ダクトがイジェクタ原理に従って流体を運ぶために適応されているという事実から見て、第一のダクトの第二の部分はその長さにわたって一定の断面積を持つ、言い換えれば、第一のダクトの第二の部分は、いかなる制約部も備えていない。さらに、第一のダクトの第二の部分は、第一の流体と第二の流体とを十分に混合させるだけの長さを持ち、その結果として飲料が生成される。第一の流体が液体で、第二の流体が蒸気である場合、第一のダクトの第二の部分は、蒸気のすべてが液体の内部に凝縮されるに十分な長さを持っている。これらのダクトはチューブであってもよいが、たとえば適当な要素の表面に窪みを持っていても構わない。
【０００９】
上述のような2つのダクトを持つダクト・システムは、第二のダクトと同様に第一のダクトに結合する少なくとも1つのダクトを追加することによって容易に延長することができる。さらに、ダクトが追加された場合には、第一のダクト及び第二のダクトの全体が、第一のダクトが追加されたダクトに結合するように、追加されたダクトに対して配列される。このようにして、イジェクタ原理に従って流体の別の流れの影響下で流体の流れを発生させるための2つのユニットが得られ、かつこのユニットは直列に配列される。
【００１０】
第二の流体の流れから第一の流体への運動量の転送を実現させ、その転送によって第一の流体の流れを発生させるために、第二の流体の流れと第一の流体の流れは90°以下の角度で合流させられる。これは上記のダクト・システムにおけるダクトの長手方向軸間の角度が90°より小さい場合に実現可能である。この角度が90°であったならば、第二の流体の流れの運動量は第一の流体の方向に作用しないため、この状況は第一の流体の流れとはならないであろう。一般に、流体が合流する角度が減少すれば、第二の流体の流れによる運動量の第一の流体の流れ方向の成分が増加するため、第一の流体の方向に対する第二の流体の流れによる運動量の成分は増加する。
【００１１】
本発明の請求範囲内で、第二の流体の流れと第一の流体の流れとが0°で合流することも可能である。そのような場合、第二の流体の流れによる運動量のすべてが第一の流体の流れを発生させるために使用される。本発明による飲料調合方法を実行するために適用される装置の実施例においては、3つのダクトが使用されたダクト・システムであって、その中で第二のダクトは第一および第三のダクトよりも断面積が小さく、かつこの第二のダクトは第一のダクトの内側に配置されるか、または第一のダクトと第二のダクトとがお互いに隣接して延在するように配置され、かつ第一および第二の両方のダクトが第三のダクトに結合するような構造のダクト・システムが適用されている。この実施例においては、第三のダクトが第一のダクトの延長となるように配列されることが望ましい。この実施例の追加の利点は、コンパクトなデザインが得られることである。
【００１２】
本発明による飲料調合方法を実行するための望ましい方法において、第一の流体の流れを局所的に制限することができる。たとえば、第一の流体を運ぶためのダクトの一部を狭めるか、またはこのダクト内に障害物を配置することができる。このような方法によって第一の流体の流速を調節することが可能である。本発明の請求範囲内で、第一の流体の流れが局所的に制限される程度を調節することも可能である。第二の流体が第一の流体を加熱するために用いられる場合、第一の流体の流速を制御できることは、この方法によって第一の流体と第二の流体に基づいて得られる合流流体の温度をコントロールする能力が得られるため好都合である。一般に、合流流体の温度は、第一の流体の流れに対する制約が大きくなるほど高くなる。
【００１３】
本発明による飲料調合方法の適切な応用として、ホットミルクを調整する装置を考えることができる。そのような応用のためには、第一の流体をミルクとし、第二の流体を蒸気とすることが望ましい。原理的には、第一の流体をミルク以外の別の液体とすることも可能である。液体を加熱する目的のためには、第二の流体は必ずしも蒸気である必要がない。たとえば、第二の流体をお湯とすることも可能である。
【００１４】
本発明による飲料調合方法が適用される時、第一または第二の流体の流れの少なくとも何れかに空気を使用することにより、流体を泡立てることも可能である。
【００１５】
本発明の請求範囲内で、飲料の流れを得る目的で1より多くの流体を供給し、使用することが可能である。たとえば、、第一および第二の流体に基づいて得られる合流流体に第三の流体を加えて、第一、第二および第三の流体をベースとした合流流体が得られることができる。
【００１６】
第三の流体が供給される場合、局所的に低圧を発生させることによって第一の流体と第二の流体とに基づいて得られる合流流体の影響下で第三の流体の流れを発生させることが可能である。この局所的な低圧は、全く第一の流体と第二の流体とに基づいて得られる合流流体から第三の流体への運動量の転送を可能とすることによってのみ得られるものである。そのような場合、第三の流体の流れはイジェクト原理の別の応用によって得られる。従って、第三の流体の流れを効果的な発生させるためには、第三の流体の流れと、第一および第二の流体に基づいて得られる合流流体とを90°より小さい角度で合流させるのが有利である。
【００１７】
第三の流体を供給し、この第三の流体の流れを第一および第二の流体に基づいて得られる合流流体の影響下で発生させることが可能な場合、第一の流体を水とし、第二の流体を蒸気とし、第三の流体をミルクのような液体とすることもできる。最初は蒸気の影響下で水の流れが得られ、かつこの水の加熱も行われる。さらに、液体の流れを得たり液体を加熱する目的のためにお湯を使用することも可能である。このプロセスでは、供給された液体が水と混合することにより、供給された液体の濃度が減少する。そのため、実際にすぐ飲める状態の飲料を得るためには、この液体は最初に濃縮された状態で供給されることが必要である。
【００１８】
3つの流体が供給される場合、少なくとも第一の流体の流れか、第二の流体の流れか、または第三の流体の流れの何れかと、第一および第二の流体に基づいて得られる合流流体とに空気を入れることによって、泡を含ませることができる。
【００１９】
カプチーノを作る目的で泡立てミルクを調合するプロセスで使用するのに適した装置は、米国特許第5339725号により公知であることに注意する必要がある。この装置は、ミルクと蒸気とを運ぶための第一のダクト及び第二のダクト、これらのダクトからミルクと蒸気とを受け取る容器、およびミルクを運ぶための第一のダクトを蒸気を運ぶための第二のダクトに運ぶための要素を備えている。このような配列の結果として装置の動作中に、ミルクと蒸気とを同時に搬送要素の排出口から容器に供給することができる。
【００２０】
特に第一のダクトは、搬送要素の排出口に近接している第二のダクトに15°から45°の角度で結合しており、かつ第一のダクトは、第二のダクトよりも小さな直径を持っている。蒸気流が第二のダクトに実現された時、部分的に真空が発生するが、これは第一のダクトからミルクを引き出すのに都合がよい。
【００２１】
搬送要素の排出口は、装置の動作中のある瞬間にミルクと圧縮された蒸気とによって形成された混合体のレベルが搬送要素の排出口のレベルに到達するように、ミルクと蒸気とを受け取るための容器の底から予め決められた距離をとって配置されている。その瞬間からエマルジョン（乳化）が始まり、その期間中に多数の空気粒が混合体に取り込まれる。このようにして泡が形成され、その結果としてこの装置は熱い泡立ちミルクを作ることができる。
【００２２】
米国特許第5339725号により公知である装置の重要な短所は、第一のダクトを第二のダクトに運ぶための搬送要素と、容器の中で熱い泡立ちミルクの実際の調合が、ミルク、蒸気、および装置の動作中の後の段階で空気に基づいて行われる当該容器とが、比較的複雑で大きくなることである。本発明による飲料調合方法を実行するために用いられる装置においては、ダクト・システムに供給される流体に基づく合流流体の形で飲料の流れを得るためにダクト・システムが用いられ、かつそれらの流体は合流流体の中で混合されるため、ダクト・システム以外の容器は必要がない。たとえば、流体の一つが蒸気である場合、蒸気の圧縮がダクト・システムの中で行われる。ダクト・システムは、飲料をカップのような飲料容器に直接供給できることが望ましい。何れにせよ、装置が本発明による飲料調合方法を実行するために用いられる時、ダクト・システムに供給される流体は、これらの流体がお互いに接触させられた後、すぐにはダクト・システムから排出されるわけではない。
【００２３】
本発明は、少なくとも2つの流体を飲料メーカーの排出口まで運び、イジェクタ原理が適用される方法によって流体を合流し、混合させるためのダクト・システムを備えた飲料メーカーで使用するポンプに関する。
【００２４】
ホットミルクの調合とそのための装置の分野において、ミルクと接触する装置の要素が装置の使用後にクリーンにされることは重要である。このクリーニングは、装置のユーザーにとって飽き飽きする仕事である。クリーニングが適切に行われない場合、非衛生的な状態や装置の故障につながる可能性がある。
【００２５】
本発明は、飲料メーカーでの使用のために使い捨て可能なカートリッジを供給することによってこの問題を解決しており、このカートリッジは、ある流体の流れを他の流体の流れの影響下で発生させ、イジェクタ原理が適用される方法により流体を混合させるために用いられるダクト・システムを備えたポンプ・ユニットを備える。使い捨て可能なカートリッジとは、1回の使用後、または限られた回数の使用後に捨てられるべきカートリッジを意味している。従って、この使い捨て可能なカートリッジは、プラスチックのような比較的安価な材料で作られることが望ましい。さらに、使い捨て可能なカートリッジは、飲料メーカーの固定して配置された要素に結合して使用される。特に、使い捨て可能なカートリッジのポンプ・ユニットの注入口は要求される流体を供給するために飲料メーカー内のダクトに結合される。
【００２６】
上記の方法は、使い捨て可能なカートリッジのポンプ・ユニットがその動作中にイジェクタ原理を適用するように配置されるため、ポンプ・ユニットの構造が比較的簡単になるという利点がある。たとえば、ポンプ・ユニットのダクト・システムは2つのダクト、つまり第一のダクトと、第一のダクトに結合する第二のダクトのみを備え、これらのダクトの長手方向軸間の角度は0°より大きく90°より小さい間に設定される。そのような場合、使い捨て可能なカートリッジは2つの流体に基づいて飲料を調合するプロセスで使用するのに適している。使い捨て可能なカートリッジのポンプ・ユニットのダクト・システムは他に無数のデザインが可能であり、かつ、その中でもとりわけ、ダクト・システムのデザインはカートリッジを通して導かれなければならない流体の数に依存しており、デザインが他の流体の影響下である流体の流れを発生させ、イジェクタ原理によって流体を混合させるプロセスを可能とすることが重要であることに注意すべきである。
【００２７】
実行可能な実施例において、使い捨て可能なカートリッジは、少なくとも1つの液体を入れる容器を備える。本発明の請求範囲内で、この容器を詰め替え可能なものとすることができる。そのような場合、使い捨て可能なカートリッジは、複数回使用することが可能である。しかし、使い捨て可能なカートリッジが1回のみの使用とされている場合は、この容器を詰め替え可能なものとする必要はない。
【００２８】
使い捨て可能なカートリッジが、ミルクと少なくとも1つの他の流体に基づく飲料を調合するために用いられる時、ミルクの流れを得るためにポンプまたはそれに類似のものを備える必要はない。イジェクタ原理が適用されるという事実が与えられれば、ミルクの流れは他の流体の流れの影響下で得られる。この他の流体の流れを発生させるための手段は飲料メーカーの中に固定して配置されているため、使い捨て可能なカートリッジにそのような手段を備えさせる必要がないのである。言い換えれば、比較的に高価なコンポーネントを使い捨て可能なカートリッジに備えさせる必要がない。
【００２９】
一般に、使い捨て可能なカートリッジの応用にはいくつかの重要な利点がある。第一に、使い捨て可能なカートリッジの使用は、飲料を調合するために使用される1つまたはそれ以上の流体が接触するのはカートリッジの部分のみであるため、衛生的である。その場合、これらの流体と、使い捨て可能なカートリッジが装着される飲料メーカーとの間の接触は完全に避けられ、結果として飲料メーカーが流体によって汚されることがないため、ユーザーが飲料メーカーを掃除する必要もない。第二に、使い捨て可能なカートリッジは使い易い。特に、使い捨て可能なカートリッジが適用される時、飲料を作るプロセスで準備が必要なのは飲料メーカーにカートリッジを装着することだけである。さらに、使い捨て可能なカートリッジには適切な量の材料を入れることができるため、ユーザーは1つまたはそれ以上の飲料の材料を投入する必要がない。第三に、使い捨て可能なカートリッジの使用は、ポンプ・ユニットの汚れによる飲料メーカーの故障が起きないため、飲料メーカーの動作信頼性が高くなるという利点がある。
【００３０】
本発明は飲料メーカーにも関する。
【００３１】
第一のオプションによれば、少なくとも2つの流体を飲料メーカーの排出口まで運び、これらの流体をイジェクタ原理が適用される方法によって合流させるために使用されるダクト・システムを備える、前述のようなポンプ・ユニットは、飲料メーカーの一体部分である。使用される流体の1つが蒸気である場合、飲料メーカーは、さらにポンプ・ユニットのダクト・システムの注入口に結合される蒸気発生器を備える。このダクト・システムが2つのダクト、つまり第一のダクトと、第一のダクトに結合する第二のダクトと、を備える場合、第二のダクトのみが蒸気発生器に結合される。そのような場合は、一般に、第二のダクトのみが流体の流れを発生させるために使用される手段と結合される。
【００３２】
第二のオプションによれば、飲料メーカーは、前述のような使い捨て可能なカートリッジを受け入れるための空間を備える。使用される流体の1つが蒸気である場合、飲料メーカーは、使い捨て可能なカートリッジを所定のスペースに受け入れると同時に、使い捨て可能なカートリッジのポンプ・ユニットのダクト・システムの注入口に結合される蒸気発生器を備える。飲料メーカーは、使い捨て可能なカートリッジのポンプの注入口と流体を収容する容器の排出口との間に開口部を設けるための手段を備え、かつこの容器は使い捨て可能なカートリッジの一部とされるか、または飲料メーカーの中に配置されることが望ましい。
【００３３】
要するに、本発明は、局所的に低圧を発生させることによって第二の流体の流れの影響下で第一の流体の流れが生ずるイジェクタ原理の適用を含み、かつこの局所的な低圧は第二の流体の流れから第一の流体の流れへと運動量の転送を可能とすることによって得られる。この過程において、第二の流体の流れと第一の流体の流れとが合流され、かつ第一および第二の流体に基づいて合流流体が得られ、その中で2つの流体が混合されて同じ速度を持つようになる。
【００３４】
本発明は、飲料を調合する方法のために適用される、流体をポンピングする方法を提供する。このプロセスにおいて、第二の流体はポンピングする流体として働く一方で、第一の流体はポンピングされる流体として働く。ポンピングする流体は、ポンプまたは他の適切な手段によって駆動される。
【００３５】
本発明による飲料調合方法は少なくとも2つの流体の移動を伴っている。ポンプまたはそれと類似の手段によって駆動されるが、第一の流体と第二の流体とに基づいて得られる流れによっても駆動されることができる、第三の流体を使用することも可能である。原理的には、流体の数は限られない。さらに、2つまたはそれ以上のポンプユニットを直列に配置することも可能である。
【００３６】
ある流体が他の流体を加熱するために用いることも可能なことに注意すべきである。たとえば、1つの流体を蒸気とし、他の流体を液体とすることも可能である。そのような場合、この液体は、液体内の蒸気の凝縮の結果として得られる熱によって加熱される。さらに、泡を発生させるために、空気を使用することも可能である。
【００３７】
用いられる流体は、液体、ガス、または液体とガスとの組み合わせが可能である。流体が液体である場合、固体の粒子やポリマーを流体に加えることもできる。
【００３８】
本発明は飲料調合方法に関するだけでなく、様々な装置にも関する。
【００３９】
第一に、本発明は飲料調合方法を実行するための使用に適したポンプユニットにも関する。そのようなポンプ・ユニットは少なくとも第一の流体と第二の流体を運ぶためのダクトを持つダクト・システムを備え、かつこれらのダクトは、イジェクタ原理を用いることによって、ポンプ・ユニットの動作中に第二の流体の流れの影響下で第一の流体の流れが得られるように配列される。
【００４０】
第二に、本発明は、上述のポンプユニットを有する使い捨て可能なカートリッジにも関する。この使い捨て可能なカートリッジは、飲料メーカー用に適している。ポンプ・ユニットのダクト・システムの注入口は、飲料メーカーの様々な供給ダクトに簡単に結合可能なように配置されると便利である。使い捨て可能なカートリッジは、液体を収容する容器を少なくとも1つ備えるため、飲料メーカーの内部または外部に配置され、液体を収容する容器が必要ない。さらに、使い捨て可能なカートリッジは、1つまたはそれ以上の流体をポンピングするための手段を備える必要がない。そのような手段は飲料メーカー内に配置することができる。従って、使い捨て可能なカートリッジのデザインは比較的単純であり、結果として使い捨て可能なカートリッジは比較的安価に作ることができる。安価ということは一般に「使い捨て」のものに要求される第一の要素である。
【００４１】
第三に、本発明は前述のような飲料メーカーの一体の要素であるポンプ・ユニットを備えた飲料メーカーに関するものであり、さらに前述の使い捨て可能なカートリッジを受け取るための空間を備えた飲料メーカーにも関するものである。後者の場合、飲料メーカーは、必要な流体を使い捨て可能なカートリッジへ供給するためのダクトを提供し、このダクトは、使い捨て可能なカートリッジのポンプユニットのダクトシステムの注入口に容易に接続可能なようになっている。
【００４２】
本発明によるポンプ・ユニットは、比較的簡単なデザインとすることができる。基本的には、ポンプ・ユニットは多数のダクトを持つダクト・システムとすることが可能であり、かつこのダクトの各々はその長さ方向に一定の断面積を持つことができる。これらのダクトはチューブであってもよいが、たとえば適当な要素の表面に窪みを持っていても構わない。原理的には、ダクトの断面は任意の適当な形状を持つことができ、たとえば円形、矩形、正方形、または六角形等でも構わない。本発明の重要な利点は、飲料を作るために流体をポンピングするための効果的な方法が提供されることであり、かつこの方法を実行するために比較的簡単な構造を適用することができることである。
【実施例１】
【００４３】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。各図面の中で同様の部分は、同じ参照記号によって表示されている。
【００４４】
図１は、本発明の第一の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット1を備えた、飲料メーカーで使用するための使い捨て可能なカートリッジ１０を図式的に示す。図１に示されている使い捨て可能なカートリッジ10は、1回のみの使用が意図されている。言い換えれば、飲料を調合するプロセスにおいてカートリッジ10を1回だけ使用することができる。カートリッジ10が1回使用された後はもう使用できず、捨てられるだけである。
【００４５】
図2は、使い捨て可能なカートリッジ10と飲料メーカー15のコンポーネントとを図式的に示している。ここで使い捨て可能なカートリッジ10は、飲料メーカー15の中に置かれ、かつこの使い捨て可能なカートリッジ10は、飲料メーカー15のコンポーネントに結合されている。図2では、飲料メーカー15は通常破線の矩形で示されている。
【００４６】
イジェクタ・ポンプ・ユニット1に加えて、使い捨て可能なカートリッジ10は、液体、たとえばミルクまたは液状コーヒー・エキスのような液体を収容する容器20を備えている。示されている例では、容器20は、2つの薄いシートを重ねてその周辺を接着することで作られた細長いシールド・パウチ（小袋）の形状をしている。容器20が他の適当な方法、たとえば使い捨て可能なカートリッジ10の要素の表面に窪みを設け、その窪みが薄いシートでカバーされているような方法で実現可能であるという事実は変わらない。
【００４７】
使い捨て可能なカートリッジ10のイジェクタ・ポンプ・ユニット1は、ダクト・システム30を備えている。示されているような第一の望ましい実施例においては、ダクト・システム30は3つのダクトを備えている。第一のダクト31は容器20の排出口21とイジェクタ・ポンプ・ユニット1の排出口41との間に延在している。以下、容器20の排出口21に結合されている第一のダクト31の端はダクト・システム30の液体の注入口42としても参照される。示されている例において、第一のダクト31は、その長さ方向に一定の断面積を持つ直線状のダクトとして配置されている。第二のダクト32は、第一のダクト31の容器20の排出口21への結合部と、イジェクタ・ポンプ・ユニット1の排出口41との中間点で第一のダクト31に結合している。同じことが第三のダクト33にもあてはまる。この例では、第一のダクト31にリンクしている第三のダクト33の一部33aは狭められている。
【００４８】
実用的には、ダクト31-33は使い捨て可能なカートリッジ10のポンプ・ユニット本体40内で窪みとして形成されている。この窪みは、その上部の縁を閉じるための適切な手段（示されていない）によってカバーされる。閉じるための適切な手段の1例は薄いシートである。ダクト31-33が流体を運ぶことができる限り、ダクト31-33が窪みや閉じる手段を必ずしも必要とする訳ではないことに注意すべきである。たとえば、ダクト31-33はチューブで構成しても構わない。しかし、窪みとそれを覆うための薄いシートを用いることは、そのような方法で製造する方が、ポンプ・ユニットの本体40が射出成型技術を用いて作られるという事実を考えると、多数のチューブを組み立てるプロセスよりはるかに簡単であるという利点がある。
【００４９】
本発明の請求範囲内で、ダクト・システム30のダクト31-33の断面は適当な形をとることができる。たとえば、その断面は円形、矩形、正方形、または六角形等でも構わない。円形の断面の長所は、ダクト31-33の流れに対する抵抗を比較的小さく抑えられることである。
【００５０】
第三のダクト33は、第一のダクト31に直角である。容器20にリンクしている第一のダクト31の部分と第二のダクト32との間の角度θは90°より小さい。示されている例では、角度θは約25°である。
【００５１】
使い捨て可能なカートリッジ10は、ホットミルクやコーヒーのような熱い飲料を調合するのに適している。実用的には、使い捨て可能なカートリッジ10を用いた飲料の調合プロセス中は、始めから容器20に入っている液体を蒸気によって加熱することによって熱い飲料が得られる。従って、このような構成では、使い捨て可能なカートリッジ10を受け取り、動作させる飲料メーカー15は、蒸気発生器16を備える。図2には、使い捨て可能なカートリッジ10が飲料メーカー15の中に置かれた時、第二のダクト32が蒸気発生器16の蒸気ソケット17に結合されている状態が示されている。以下、使い捨て可能なカートリッジ10が飲料メーカー15の中に置かれた時、蒸気発生器16の蒸気ソケット17に結合された第二のダクト32の端を、ダクト・システム30の蒸気の注入口43とも呼ぶことにする。
【００５２】
さらに、図2には、飲料メーカー15が弁18を備えること、および第三のダクト33が、使い捨て可能なカートリッジ10が飲料メーカー15の中に置かれた時にその弁18に結合されることが示されている。飲料メーカー15のユーザーは、弁18を動作させることによって第三のダクト33を閉じて、飲料メーカー15が第一のダクト31と第二のダクト32のみを用いて飲料を調合するプロセスを働かせるようにすることができる。本発明の請求範囲内では、必ずしも第三のダクト33を閉じることができるような構成とする必要はない。さらに、ユーザーに第三のダクト33を閉じる機会を与える弁18のような手段が提供されたとしても、必ずしもそのような手段が飲料メーカー15に配置される必要はない。それに代わる方法として、そのような手段は使い捨て可能なカートリッジ10の方に配置することも可能である。但し、これはカートリッジ10が1回の使用のみを意図しているということから見れば好ましい方法ではない。
【００５３】
使い捨て可能なカートリッジ10を用いた飲料の調合プロセスにおいて、第三のダクト33は空気ダクトとして働く。以下、使い捨て可能なカートリッジ10が飲料メーカー15の中に置かれた時に弁18に結合された第三のダクト33の端を、ダクト・システム30の空気注入口44とも呼ぶことにする。弁18が「開」の位置にセットされた時、空気が飲料に供給されて泡が生成される。しかし、弁18が「閉」に位置にセットされた場合は、飲料に泡は生成されない。従って、弁18を動作させることによって、ユーザーは飲料に泡を含ませるか、または含ませないかを選択することができる。
【００５４】
泡の品質を改良し、量を調節するために、第一のダクト31の一部の中で第三のダクトとの結合部と、イジェクタ・ポンプ・ユニット1の排出口41との間まで延在するように配置された障害物（図示されていない）を使用することができる。そのような障害物を置くことにより流れの抵抗を増やし、ある程度混合が促進されるため液体の泡立ちが増加する。イジェクタ・ポンプ・ユニット1の排出口41の周囲に多数の障害物を少なくとも配置するとさらに効果的となる。
【００５５】
以下、使い捨て可能なカートリッジ10と飲料メーカー１５とを用いて飲料を調合するプロセスについて説明する。図1と図2では、分かりやすくするため、注入される流体の流れと排出される流体の流れの方向は矢印で示されている。
【００５６】
飲料の調合プロセスは、まず使い捨て可能なカートリッジ10を飲料メーカー15にセットするステップと、カートリッジ10のイジェクタ・ポンプ・ユニット1の排出口41の下にコーヒーカップまたはそれに類似の容器を置くステップとから成る。使い捨て可能なカートリッジ10を飲料メーカー15内の正しい位置に置くステップの中で、飲料メーカー１５の蒸気発生器16の蒸気ソケット17とカートリッジ10のイジェクタ・ポンプ・ユニット1のダクト・システム30の蒸気注入口４３との間、および飲料メーカー15の弁18とダクト・システム30の空気注入口44との間の結合が確立される。
【００５７】
飲料の調合プロセスが始まった時、液体が容器20から第一のダクト31の液体注入口42を通って第一のダクト31に流れることが許されることが重要である。従って、適切な位置で容器20の薄板に穴を開けるための適切な手段（図示されていない）が備えられる。たとえば、そのような手段として、可動ピンを用いることができる。
【００５８】
ユーザーが供給する注入物によって、弁18は「開」の位置、または「閉」の位置にセットされる。以下、弁18が「開」の位置にセットされる場合、つまり泡立ち飲料を調合するプロセスについて説明する。
【００５９】
飲料調合の実際のプロセスは、液体が第一のダクト31にあり、蒸気発生器16が動作状態になって、蒸気が蒸気注入口43を通って第二のダクト32に入った時から始まる。第二のダクト32の他の端、つまり第二のダクト32が第一のダクト31に結合している端では、運動量が蒸気の流れから液体に転送され、その結果として局所的な低圧が得られる。この局所的な低圧の影響下で、液体が容器20から排出され、イジェクタ・ポンプ・ユニット1の排出口41への液体の流れが生成される。このプロセスにおいて、蒸気は液体の中に凝縮され、その結果として液体は加熱され、低圧の効果はさらに高められる。さらに、空気が第三のダクト33を通って第一のダクトに吸い込まれ、液体と凝縮された蒸気の流れに取り込まれる。このようにして、熱い泡立ち飲料が得られ、イジェクタ・ポンプ・ユニット1から排出口41を通して排出される。
【００６０】
イジェクタ・ポンプ・ユニット1の運転中は、液体を容器20から排出口41へ送り出すために蒸気が用いられ、この蒸気の流れの影響下で液体の流れが得られる。特に、蒸気の流れから液体への運動量の転送によって局所的に低圧が発生し、この局所的な低圧の影響下で液体が第一のダクト31へと吸い込まれる。さらに、液体内への蒸気の凝縮が生じ、その結果として液体が加熱される。それによって液体に対する蒸気のポンピング作用が得られる原理は、イジェクタ原理とも呼ばれる。
【００６１】
良好なポンピング作用を得るためには、第一のダクト31と第二のダクト32との間の角度θが90°より小さいことが重要である。角度θが90°であった場合、蒸気の流れは液体の動きが許される方向、つまり第一のダクト31の長手方向の軸が延在している方向の運動量を持たないため、この蒸気の流れが第一のダクト31内の液体の流れに影響を与えることはないであろう。角度θが90°より大きかった場合、第一のダクト31内の液体への蒸気の流れの影響は、液体を逆方向、つまり容器20に向かう方向に流すだけになるであろう。この液体がミルクである場合、第一のダクト31と第二のダクト32の間の角度θが約25°の時にイジェクタ・ポンプ・ユニット1の良好な性能が得られるが、これは角度θがそれより小さくても、また大きくてもいけないことを意味している訳ではない。
【００６２】
液体の流れの速度と蒸気の流れの速度との比は、第一のダクト31の断面積と第二のダクト32の断面積との比に関係している。与えられた蒸気の流れの速度に対して、得られる液体の流れの速度は、第二のダクト32の断面積が第一のダクト31の断面積に対して小さくなると増大する。従って、第二のダクト32の断面積が、第一のダクト31の断面積より小さいイジェクタ・ポンプ・ユニット1を用いることは、好ましい選択肢である。
【００６３】
空気を第一のダクト31に導入するための第三のダクト33が、弁18によって閉じられることは、既に説明されている。泡を用いずに熱い飲料を作るために使用されるだけのイジェクタ・ポンプ・ユニット1の代替実施例においては、第三のダクト33は完全に省略することができる。
【００６４】
ユーザーが泡立ち飲料とするか、泡なし飲料とするかを選択できるようにするために、図に示されている弁18に代わる他の手段が考えられる。たとえば、飲料メーカー15に、必要に応じて空気注入口44を開く手段を備えておき、通常は空気注入口44を通常閉じておくことによって上記の選択が可能となる。実用的な実施例においては、飲料メーカー15に薄板に穴を開けるための可動ピンのような手段を備えることにより、必要に応じて空気注入口44を閉じている薄板に穴を開けて上記の目的を達成することができる。
【００６５】
使い捨て可能なカートリッジ10が、飲料を調合するプロセスで使用されるべき液体を収容する容器20を備えることは必ずしも必要でない。飲料メーカー15が、第一のダクト31の液体注入口42が容器に結合できて、使い捨て可能なカートリッジ10が飲料メーカー15にセットされると同時に第一のダクト31と容器との間の液体の自由な流通が可能となるような容器を備えることも可能である。さらに、液体を入れたカートンのような外部容器が使用され、この外部容器内の液体を第一のダクト31を通して連通させるためのホースを使用することも可能である。これを図で説明するために、図3にイジェクタ・ポンプ・ユニット1のみを持つ使い捨て可能なカートリッジ11を示している。
【００６６】
原理的には、複数回の使用が意図されているカートリッジを使用することも可能である。そのようなカートリッジは、使い捨て可能なカートリッジ１０と同様のデザインであっても構わない。カートリッジが容器20を備える場合、この容器20は、再充填が可能となるように配置されるか、または予め決められた複数の回数だけ使用するために必要な量の液体を有する。カートリッジが容器20を備えない場合、そのカートリッジ11が捨てられるまでに何回使用されるかを決めるのはユーザーである。
【００６７】
飲料メーカー15は、ユーザーの選択に依存して異なった量の飲料を供給することができる。たとえば、ユーザーは飲料を1杯分とするか、2杯分とするかを選択することができる。そのような場合、使い捨て可能なカートリッジ10の容器20には、使い捨て可能なカートリッジ10が1杯分の飲料を2回、または2杯分の飲料を1回調合できるように2杯分の量の液体が入れられる。
【００６８】
蒸気発生器16に関して説明すれば、飲料メーカー15は、水を入れるための再充填可能な水タンクと、飲料メーカー15の動作中に蒸気発生器16に水を供給するための、それ自体は任意の適当な周知品で構わない、給水装置とを備えることに留意されたい。蒸気発生器16を給水本管に接続することも可能である。イジェクタ・ポンプ・ユニット1を用いて飲料を調合するために使用される1つまたはそれ以上の流体のうちの1つが水である場合、該当する注入口、つまりイジェクタ・ポンプ・ユニット1のダクト・システム30の注入口も水タンクまたは給水本管に接続される。
【００６９】
本発明の請求範囲内では、飲料を調合するプロセスで使い捨て可能なカートリッジ10、11を使用することは、たとえこの飲料調合方法が重要な利点を持っているとしても、必ずしも必要ではない。これらの利点の1つは、供給される液体と得られる飲料が接触するのは、使い捨て可能なカートリッジ10、11の構成要素のみであるため、飲料メーカー15は汚れることがないことである。これは、液体が比較的早く劣化しがちな場合、たとえばその液体がミルクであるような場合には特に重要である。
【００７０】
飲料メーカー１５の内部に固定的に配置されるイジェクタ・ポンプ・ユニット1を使用するとも可能である。そのような場合、飲料メーカー15は、液体を入れるための再充填可能な容器を備えることができる。別の可能性によれば、外部容器内の液体を連通させるためのホース１のような適切な手段が提供される。この場合、飲料メーカー15は、液体が入った使い捨て可能な容器を受け取るような構成とされる。
【００７１】
本発明によるイジェクタ・ポンプ・ユニット1が飲料メーカー15の中に固定されるか否かによらず、イジェクタ・ポンプ・ユニット1の重要な特徴は、第一の流体を送り出すために第二の流体の流れが用いられることである。特に、第二の流体の流れは、局所的な低圧を得るために、その運動量を第一の流体に転送させる。この局所的な低圧の影響下で、第一の流体の流れが生成される。このプロセスにおいて、第一の流体及び第二の流体が合流して1つの流体になる。第一の流体を液体とし、第二の流体を蒸気として、蒸気を液体の流れを生じさせると同時に液体を加熱するために使用することも可能である。
【００７２】
本発明によるイジェクタ・ポンプ・ユニット1は、ダクト・システム30を備える。本発明の請求範囲内では、ダクト・システム30のダクトの数とこれらのダクトの構成には多数の可能性がある。ダクト・システム３０は、図1-3に示されるダクト・システム30のようなデザインが可能であるが、これらとは異なったデザインとすることも可能である。以下、図4-8を参照しながら、その他の可能なデザインについて説明する。理解を助けるために、動作中のダクト・システム30内の流体の流れの方向は、図中の矢印の方向で示されている。
【００７３】
図4には、本発明の第二の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット2のダクト・システム30が示されている。
【００７４】
本発明の第一の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット1のダクト・システム30と類似の、本発明の第二の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット2のダクト・システム30は、3つのダクトを備える。第一の流体を供給し、第二および第三の流体を受け取るための第一のダクト31が使用され、かつ第二のダクト32は第二の流体を供給するために使用され、第一のダクト31に結合するように配置されており、さらに第三のダクト33は第三の流体を供給するために使用され、同様に第一のダクト31に結合するように配置される。
【００７５】
動作中に流れが発生する方向に、第一のダクト31の長手方向の軸と、第二のダクト32の長手方向の軸との間の角度θは90°より小さく、大体25°程度である。
【００７６】
この場合、第一の流体をミルクやコーヒーのような液体とし、第二の流体を蒸気とし、第三の流体を空気とすることができる。イジェクタ・ポンプ・ユニット2の動作中は、蒸気のみがポンピング流体として働く。蒸気が第二のダクト32から供給されると、蒸気の流れから液体への運動量の転送により、局所的に低圧が発生する。この局所的な低圧の影響下で、第一のダクト31の中に液体の流れが生成され、同時に第三のダクト33から空気が吸い込まれる。結果として第一の流体、第二の流体および第三の流体の流れが得られることになる。このプロセスにおいて、液体は蒸気によって加熱され、かつ空気によって泡立てられる。
【００７７】
第二の流体について、この流体は必ずしも蒸気である必要がないことに注意すべきである。液体の流れを生成する目的で、蒸気の代わりにお湯、または別の流体の流れを使用することも可能であるが、この流体は必ずしも液体を加熱できる必要はない。
【００７８】
第三の流体について、この流体は必ずしも空気である必要がないことに注意すべきである。第一のダクト31、第二のダクト32、および第三のダクト33の少なくとも1つに空気を注入するための1つまたは複数の注入口を持たせ、かつ第三のダクト33から供給される第三の流体は空気の代わりに別の流体とすることも可能である。
【００７９】
図5には、本発明の第三の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット3が示されている。
【００８０】
本発明の第三の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット3のダクト・システム30は、3つのダクトを備え、かつ第二のダクト32は第一のダクト31および第三のダクト33よりも小さな断面積を持ち、かつ第二のダクト32は第一のダクト31の内側に配置され、さらに第一のダクト31と第二のダクト32は両方とも、第一のダクト31の延長でもある第三のダクト33に結合されている。従って、本発明の第三の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット3のダクト・システム30においては、ダクト31-33の長手方向の軸は実質的に平行である。ダクト31-33がチューブである場合、第二のダクト32は第一のダクト31によって取り囲まれており、かつこの第二のダクト32は第一のダクト31に対して同軸で配置されることが望ましい。
【００８１】
第一の可能性によれば、ポンピング流体、つまり流れに供給される流体を供給するために第二のダクト32のみが使用され、一方、第一のダクト31はポンピング流体によって動かされる流体を供給するために使用される。この場合、本発明の第三の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット3の動作中は、ポンピング流体から第一のダクト31によって供給される流体への運動量の転送が生じ、これによって第一のダクト31と第二のダクト32とが第三のダクト33に合流する領域で局所的に低圧が発生する。この局所的な低圧の影響下で、流体が第一のダクト３１から引き出され、この流体の流れが得られる。第三のダクト33の中で、第一のダクト31から供給された流体とポンピング流体とが混合される。
【００８２】
第二の可能性によれば、ポンピング流体を供給するために第一のダクト31のみが使用され、一方、第二のダクト32はポンピング流体によって動かされる流体を供給するために使用される。この場合、本発明の第三の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット3の動作中は、第二のダクト32によって供給される流体の流れが、ポンピング流体から第二のダクト３２によって供給される流体への運動量の転送の結果として第一のダクト31と第二のダクト32が第三のダクト33に合流する領域で得られる局所的な低圧の影響下で生成される。また、この場合も、第二のダクト32によって供給される流体とポンピング流体とは、第三のダクト33の中で混合される。
【００８３】
どちらの可能性においても、ポンピング流体は第三のダクト33に供給される他の流体を過熱するためにも使用され、たとえば、蒸気またはお湯が使用される。
【００８４】
本発明の第三の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット3を使用することによって結果的に得られる飲料を泡立てるために、第一のダクト31に空気を注入するための1つまたは複数の注入口を持たせることができる。
【００８５】
図示されている配置とは異なるダクト31-33の配置を持たせることも可能である。特に、第二のダクト32は、第一のダクト31の内側に入るように配置される必要はない。別の可能なオプションによれば、第二のダクト32は、第一のダクト31に隣接して伸びるように配置される。
【００８６】
図6には、本発明の第四の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット4のダクトシステム３０が示されている。
【００８７】
実際、本発明の第四の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット4は直列に配置された2つのイジェクタ・ポンプを備える。第一のポンプは第一のダクト31と、この第一のダクト31に結合する第二のダクト32とを備え、第二のポンプは第三のダクト33と、第一のダクト31の排出部31aとを備え、かつこの第一のダクト31の排出部31aは第三のダクト33に結合している。第一のポンプにおいては、第一のダクト31と第二のダクト32との間の角度θは90°より小さく、大体25°程度である。第二のポンプにおいては、同様のことが第三のダクト33と第一のダクト31の排出部31aとの間の角度θにあてはまる。
【００８８】
本発明の第四の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット4の動作中、第一の流体が、第一のダクト31の注入部31bから供給され、第二の流体が第二のダクト32から供給され、第三の流体が第三のダクト33から供給される。第一のダクト31内の第一の流体は、第二のダクト32から供給される第二の流体の影響下で、特に第二の流体の流れから第一の流体への運動量の転送によって得られる局所的な低圧の影響下で動きが与えられる。同様にして、第三のダクト33内の第三の流体は、第一のダクト３１の排出部３１ａにより供給される、第一のポンプ内で第一の流体と第二の流体とに基づいて得られる合流流体の影響下で動きが与えられる。その結果として、第一の流体、第二の流体、および第三の流体に基づく合流流体が得られ、これは第三のダクト33の排出部33aを通ってイジェクタ・ポンプ・ユニット4から排出される。
【００８９】
この場合、たとえば、第一の流体を水とし、第二の流体を蒸気とすることができるが、ここで蒸気は水の流れを起こさせると同時に水を加熱するために用いられる。第二のポンプにおいて、第一のポンプ内に発生された湯水の流れは、第三のダクト33内の流体に動きを与えると同時にこの流体を加熱するために用いられる。第三の流体は、たとえば濃縮ミルクとすることができる。
【００９０】
本発明の第四の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット4を使用することによって結果的に得られる飲料を泡立てるために、第一のダクト31、第二のダクト32、および第三のダクト33の少なくとも1つに空気を注入するための1つまたは複数の注入口を持たせることができる。
【００９１】
図7には、本発明の第五の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット5のダクト・システム30が示されている。
【００９２】
図示されているダクト・システム30は2つのダクト31、32を備える。第一のダクト31は排出部31aと注入部31bとを備え、かつその部分31a、31bの長手方向の軸がなす角度をβとすれば、図の例ではこの角度βは約155°である。第二のダクト32は、第一のダクト31の部分31a、31bがお互いに結合されている位置で第一のダクト31に結合している。特に、第二のダクト32の長手方向の軸は、第一のダクト31の排出口部分31aの長手方向の軸に実質的に平行である。
【００９３】
ダクト・システム30のダクト31、32の構成において、イジェクタ・ポンプ・ユニット5の動作中は、第二のダクト32から供給される第二の流体の流れは、第一のダクト内の第一の流体に約２5°の角度で供給される。
【００９４】
図8には、本発明の第六の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット6のダクト・システム30が示されている。ダクト・システム30は第一のダクト31と第二のダクト32を備え、かつ第二のダクト32は第一のダクト31に結合しており、第一のダクト31、32の長手方向の軸はお互いに約25°の角度θで延在している。
【００９５】
第二のダクト32は、第一のダクト31に第二の流体を供給するように働く。本発明の第六の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニット6の動作中は、第一のダクト31内に存在する第一の流体の流れを発生させるプロセスで、第二の流体の流れが供給される。第一の流体の流れと第二の流体の流れとは、第一のダクト31の排出部31a内で合流し、その結果として第一の流体と第二の流体の合流流体が得られる。
【００９６】
第一のダクト31の注入部31bの内部には、第一の流体の流速を調整するために用いられる、流れに対する障害物45が配置されている。流れに対する障害物４５は、それ自体知られた任意の態様で実現されている。この障害物45は、第一の流体の流速を調整できるように、調整可能であることが望ましい。
【００９７】
障害物45の存在により、第一のダクトの注入部31bの流れに対する抵抗が増加し、その結果として第一の流体の流入速度が減少する。第二の流体が第一の流体をポンピングする機能の他に別の機能、たとえば第一の流体を加熱する機能を持つ場合、この方法は追加機能の効率が高められるため有利である。第二の流体が第一の流体を加熱するために用いられる場合、第一の流体と第二の流体に基づく排出される合流流体の温度は上昇する。
【００９８】
本発明の請求範囲がこれまでに議論された例に限定されず、添付の請求項に定義されている本発明の請求範囲から逸脱することなく、そのいくつかの修正および変形が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。
【００９９】
本発明の請求範囲内で、本発明によるイジェクタ・ポンプ・ユニットのダクト・システム30の1つの特別な実施例に関連して説明された様々な機能は、他の実施例にも適用可能である。たとえば、明示的には説明されていないが、図7および図8に示されている実施例は空気を注入するための注入口を供えることもできる。また、図8に示されている実施例以外のすべての実施例が、少なくとも1つの入射流の流速を調整するために、少なくとも1つの流れに対する障害物45を得ることも可能である。
【０１００】
これまで、25°という数値が、第一の流体の流れと第二の流体の流れとの間の角度θの適切な値であり、かつ第二の流体の流れが第一の流体の流れを発生させるためのポンピング流体として使用されると説明して来た。角度θのこの数値は、第一の流体がミルクであり、第二の流体が蒸気である特別な場合に適切なものである。しかし、様々な要因によって、その中でも流体の種類によって、それより小さな角度または大きな角度を選ぶ方が有利となる場合がある。
【０１０１】
開示されたイジェクタ・ポンプ・ユニット1-6は、様々な飲料を調合するプロセスへの適用に適しており、かつこれらの飲料が熱い飲料であるか、冷たい飲料であるかには関係がない。本発明の重要な局面は、ある流体の流れが、局所的に低圧を発生させることによって別の流体を動かすために使用され、かつこの局所的な低圧が、ある流体から他の流体への運動量の転送を可能とすることによって得られるということである。熱い飲料を調合する必要がある場合、他の流体をポンピングするために用いられる流体は、他の流体を加熱するためにも用いられる。この局面では、ポンピング流体として蒸気が非常に適していることに注意すべきである。
【０１０２】
一般に、イジェクタ原理が適用され、第一の流体、つまりポンプされるべき流体が液体であり、第二の流体、つまりポンピング流体が蒸気である場合、液体を運ぶためのダクトの断面積が蒸気を運ぶためのダクトの断面積より大きいことが望ましい。たとえば、液体を運ぶためのダクトの直径が2.5mmであれば、蒸気を運ぶダクトの直径は1.5mmとする等である。
【０１０３】
イジェクタ・ポンプ・ユニット1-6のダクト・システム30において、カカオ粉のような乾燥材料をダクト・システムに注入するために注入口を配置し、かつ使い捨て可能なカートリッジ10、11または飲料メーカー15にこの乾燥材料を入れるための容器を備えさせることができる。そのような場合、飲料を調合するプロセスには乾燥材料を追加するプロセスも含まれることになる。
【０１０４】
以上、飲料を調合するプロセスでの使用に適した、使い捨て可能なカートリッジ10、11が開示された。この使い捨て可能なカートリッジ10、11は、少なくとも2つの流体を運び、混ぜ合わせるためのポンプ・ユニット1を備える。このポンプ・ユニット1は、第一のダクト31と、第一のダクトに結合する第二のダクト32を持つダクト・システム30を備えており、ダクト31、32の間の角度θは90°より小さい。飲料を調合するプロセスにおいて、第一の流体は、第一のダクト31の注入部31bから供給され、第二の流体はの流れは第二のダクト32から供給される。ダクト31、32が合流する位置で、第二の流体から第一の流体への運動量の転送が生じ、その結果として低圧が発生し、さらにその結果として第一の流体が動かされる。さらに、第一の流体と第二の流体との合流流体が、第一のダクト31の排出部31aに得られる。第二の流体は、第一の流体を加熱するためにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第一の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニットを備えた飲料メーカーで使用するための使い捨て可能なカートリッジを図式的に示す。
【図２】飲料メーカーのコンポーネントと図１に示された使い捨て可能なカートリッジを図式的に示し、ここで、使い捨て可能なカートリッジは飲料メーカーの内部に置かれ、かつ使い捨て可能なカートリッジは飲料メーカーのコンポーネントに結合されている。
【図３】本発明の第一の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニットを備えた飲料メーカーで使用するための別の使い捨て可能なカートリッジを示す。
【図４】本発明の第二の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニットのダクト・システムを図式的に示す。
【図５】本発明の第三の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニットのダクト・システムを図式的に示す。
【図６】本発明の第四の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニットのダクト・システムを図式的に示す。
【図７】本発明の第五の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニットのダクト・システムを図式的に示す。
【図８】本発明の第六の望ましい実施例によるイジェクタ・ポンプ・ユニットのダクト・システムを図式的に示す。
【符号の説明】
【０１０６】
1  イジェクタ・ポンプ・ユニット（第一の実施例）
2  イジェクタ・ポンプ・ユニット（第二の実施例）
3  イジェクタ・ポンプ・ユニット（第三の実施例）
4  イジェクタ・ポンプ・ユニット（第四の実施例）
5  イジェクタ・ポンプ・ユニット（第五の実施例）
6  イジェクタ・ポンプ・ユニット（第六の実施例）
10  使い捨て可能なカートリッジ
11  容器を持たない使い捨て可能なカートリッジ
15  飲料メーカー
16  蒸気発生器
17  蒸気ソケット
18  弁
20  容器
21  容器の排出口
30  ダクト・システム
31  第一のダクト
32  第二のダクト
33  第三のダクト
40  ポンプ・ユニット本体
41  イジェクタ・ポンプ・ユニットの排出口
42  ダクト・システムの液体の注入口
43  ダクト・システムの蒸気の注入口
44  ダクト・システムの空気の注入口
45  障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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