СМЕСИТЕЛЬНЫЙ ЛОПАСТНОЙ ЭЛЕМЕНТ, СМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ И СМЕСИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
AGITATING BLADE, AGITATING DEVICE, BEVERAGE MANUFACTURING DEVICE AND AGITATING PART

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к смесительному лопастному элементу, смесительному устройству, устройству для приготовления напитков и смесительной части, для перемешивания и вспенивания жидкости.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционно изобретались различные схемы для устройства для приготовления напитков, такого как диспенсер для чая и кофемашина, и они использовались в различных ситуациях. Имеются не только устройства, обеспечивающие подачу напитков за счет перемешивания порошков и горячей воды, но также некоторые устройства, обеспечивающие вспенивание молока.
Например, диспенсер для чая, включающий в себя устройство для подачи порошкообразного чая, содержит часть для кипячения воды для кипячения воды, и измельчающую часть для измельчения чайных листьев истиранием, в основном корпусе, включающем в себя панель управления, и обеспечивает накопление порошкообразного чая, вытолкнутого из измельчающей части, и подачу определенного количества в емкость.
Устройство для приготовления напитков снабжено средством перемешивания в емкости для смешивания. Емкость для смешивания образована подобно емкости для содержания напитка. Средство перемешивания выполнено в виде такого компонента, что дискообразный смесительный лопастной элемент обеспечен вокруг стержня для вращения и расположен в центральной части емкости для смешивания. В данном смесительном резервуаре для перемешивания напитка средство перемешивания приводится во вращение, когда напиток удерживается в емкости для смешивания, так что напиток перемешивается средством перемешивания.
Капуччино и кофе латте представляют собой кофе, поверхность которого покрыта слоем вспененного молока. Для вспенивания молока, как правило, использовали пар, однако для этого требовалось умелое обращение.
В нижеуказанных патентных документах 1-4 раскрыты устройства для приготовления напитков, подобные описанным выше.
ПУБЛИКАЦИИ УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Патентный документ 1: опубликованная заявка JP 2008-519621.
Патентный документ 2: опубликованная заявка JP 2002-373373.
Патентный документ 3: опубликованная заявка JP 2001-275838.
Патентный документ 4: опубликованная заявка JP 11-318714.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
Техническое решение, раскрытое в каждом патентном документе, описанном выше, направлено на перемешивание порошков и жидкости и необязательно было оптимальным для мелких частиц порошков из зеленого чая.
Данное изобретение было сделано для решения вышеуказанной проблемы, и в соответствии с ним разработаны смесительный лопастной элемент, смесительное устройство, устройство для приготовления напитков и смесительная часть, способные обеспечить при перемешивании жидкости образование пены с мелкими пузырьками одновременно с перемешиванием.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Смесительный лопастной элемент, базирующийся на данном изобретении, представляет собой смесительный лопастной элемент жидкости, и содержит вращающуюся часть, имеющую центральную ось вращения, и множество лопастных частей, обеспеченных со стороны первой поверхности вращающейся части, и множество лопастных частей выполнены так, что они окружают центральную ось вращения, и выполнены с вращательной симметрией относительно центра вращения указанной оси вращения.
В другом варианте дополнительно включено множество поверхностей лопастей, обеспеченных со стороны второй поверхности вращающейся части.
В еще одном варианте лопастная часть имеет наклон при расширении ее наружу относительно вращающейся части.
В еще одном варианте верхняя концевая часть лопастной части выполнена с прорезью, проходящей от верхней концевой части по направлению к первой поверхности.
Один вариант выполнения смесительного устройства, базирующегося на данном изобретении, направлен на смесительное устройство для перемешивания жидкости, при этом смесительное устройство содержит смесительный лопастной элемент, описанный в любом из вышеприведенных вариантов, смесительный резервуар, в котором размещен смесительный лопастной элемент, и приводной механизм для вращения смесительного лопастного элемента, и зона, расположенная непосредственно под смесительным лопастным элементом, на внутренней нижней поверхности смесительного резервуара заглублена ниже окружающей зоны.
В другом варианте самый нижний конец смесительного лопастного элемента расположен ниже нижней поверхности, отличной от зоны, расположенной непосредственно под смесительным лопастным элементом, на внутренней нижней поверхности смесительного резервуара.
Другой вариант выполнения смесительного устройства, базирующегося на данном изобретении, направлен на смесительное устройство для перемешивания жидкости, при этом смесительное устройство содержит смесительный лопастной элемент, описанный в любом из вышеприведенных вариантов, смесительный резервуар, в котором размещен смесительный лопастной элемент, и приводной механизм для вращения смесительного лопастного элемента, при этом механизм бесконтактной передачи вращения, обеспечивающий бесконтактную передачу вращающей силы, создаваемой приводным механизмом, смесительному лопастному элементу, обеспечен между смесительным лопастным элементом и приводным механизмом, и опорный механизм для вращения, обеспечивающий опору для части смесительного лопастного элемента, контактирующей со смесительным резервуаром посредством точечного контакта, во время вращения смесительного лопастного элемента, обеспечен между смесительным лопастным элементом и смесительным резервуаром.
В другом варианте механизм бесконтактной передачи вращения обеспечивает вращение смесительного лопастного элемента за счет образования магнитной связи между смесительным лопастным элементом и приводным механизмом и передачи вращающей силы, создаваемой на стороне приводного механизма, магниту на стороне лопастного элемента.
Еще один вариант выполнения смесительного устройства, базирующегося на данном изобретении, направлен на смесительное устройство для перемешивания жидкости, при этом смесительное устройство содержит смесительный лопастной элемент, описанный в любом из вышеприведенных вариантов, смесительный резервуар, в котором размещен смесительный лопастной элемент, и приводной механизм для вращения смесительного лопастного элемента, и смесительный резервуар выполнен со спрямляющей стенкой, выполненной так, что она окружает смесительный лопастной элемент, и предназначенной для спрямления — совместно с внутренней стенкой смесительного резервуара — потока жидкости, образованного в результате вращения смесительного лопастного элемента.
В другом варианте устройство для приготовления напитков, предназначенное для приготовления напитков посредством порошков, содержит размольную машину для получения порошков посредством измельчения объекта, подлежащего размолу, истиранием, резервуар для содержания жидкости, нагревательную часть, обеспечивающую нагрев жидкости в резервуаре и подачу жидкости, и смесительное устройство, в которое подаются порошки, полученные посредством размольной машины, и жидкость и которое предназначено для смешивания порошков и жидкости, и в качестве смесительного устройства используется смесительное устройство, описанное в любом из вышеприведенных вариантов.
В еще одном варианте смесительное устройство обеспечивает охлаждение жидкости, нагретой и поданной посредством нагревательной части, за счет вращения смесительного лопастного элемента, удерживаемого внутри.
В еще одном варианте смесительное устройство имеет охлаждающее устройство и охлаждает жидкость, нагретую и подаваемую посредством нагревательной части.
В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяется условие
0,2 d (мм) ≤ h (мм) ≤ 2d (мм) … (выражение 1),
где d (мм) представляет собой диаметр смесительного лопастного элемента, и h (мм) представляет собой высоту вдоль направления центральной оси вращения смесительного лопастного элемента.
В еще одном варианте смесительного лопастного элемента смесительный лопастной элемент находится в пределах интервала от диаметра d1 (мм) до диаметра d (мм) вокруг центральной оси вращения, и диаметр d1 (мм) и диаметр d (мм) удовлетворяют условию
0,5 d (мм) ≤ d1 (мм) ≤ 0,8 d (мм) … (выражение 2).
В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяются условия
1 (мм) ≤ t (мм) ≤ 3 (мм) … (выражение 3) и
3 (мм) ≤ r (мм) ≤ 10 (мм) … (выражение 4), при этом лопастная часть имеет дугу с радиусом r (мм), контактирующую с осевой линией в точке пересечения между прямой линией, проходящей через центр вращения, и окружностью с центром, определяемым центральной осью вращения, и имеет толщину t (мм).
В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяются условия
1 (мм) ≤ а (мм) ≤ 4 (мм) … (выражение 5) и
0,1 h (мм) ≤ b (мм) ≤ 0,4 h (мм) … (выражение 6), при этом h (мм) представляет собой высоту смесительного лопастного элемента, а (мм) представляет собой ширину прорези, и b (мм) представляет собой глубину прорези.
В еще одном варианте смесительного лопастного элемента удовлетворяется условие
0,15 h (мм) ≤ hа (мм) ≤ 0,8 h (мм) … (выражение 7), где h (мм) представляет собой высоту смесительного лопастного элемента, и ha (мм) представляет собой высоту вспомогательного лопастного элемента.
В еще одном варианте смесительного лопастного элемента интервал между нижним концом смесительного лопастного элемента и смесительным резервуаром составляет от 0,5 мм до 1,0 мм.
Еще один вариант смесительного устройства имеет механизм бесконтактного вращательного привода, и центр тяжести смесительного лопастного элемента как одного целого расположен ниже второй поверхности дискообразной части.
Смесительная часть, базирующаяся на данном изобретении, представляет собой смесительную часть для перемешивания жидкости, и содержит вращающуюся часть, имеющую центральную ось вращения, и первую смесительную часть, обеспеченную со стороны первой поверхности вращающейся части, и вторую смесительную часть, обеспеченную со стороны второй поверхности, противоположной по отношению к первой поверхности вращающейся части.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением могут быть выполнены смесительный лопастной элемент, смесительное устройство, устройство для приготовления напитков и смесительная часть, способные обеспечить при перемешивании жидкости образование пены с мелкими пузырьками одновременно с перемешиванием.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.
Фиг.2 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.
Фиг.3 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.
Фиг.4 - первый схематичный вид, показывающий операцию перемешивания посредством смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.
Фиг.5 - второй схематичный вид, показывающий операцию перемешивания посредством смесительного лопастного элемента по варианту 1 выполнения.
Фиг.6 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента по варианту 2 выполнения.
Фиг.7 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента по варианту 3 выполнения.
Фиг.8 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 3 выполнения.
Фиг.9 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 4 выполнения.
Фиг.10 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию смесительного устройства по варианту 5 выполнения.
Фиг.11 - схематичный вид, показывающий в плоскости поток воды, создаваемый смесительным лопастным элементом, обеспеченным в смесительном устройстве по варианту 5 выполнения.
Фиг.12 - вид в плане, показывающий конструкцию спрямляющей стенки, обеспеченной в смесительном устройстве по варианту 5 выполнения.
Фиг.13 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию другого опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 6 выполнения.
Фиг.14 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 7 выполнения.
Фиг.15 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 8 выполнения.
Фиг.16 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в смесительном устройстве по варианту 9 выполнения.
Фиг.17 - вид сбоку в сечении, показывающий устройство для приготовления напитков по варианту 10 выполнения.
Фиг.18 - блок-схема, показывающая последовательность операций в устройстве для приготовления напитков по варианту 10 выполнения.
Фиг.19 - вид сбоку в сечении, показывающий устройство для приготовления напитков по варианту 11 выполнения.
Фиг.20 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию верхней концевой части стержня для вращения, используемого в устройстве для приготовления напитков по варианту 11 выполнения.
Фиг.21 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 12 выполнения.
Фиг.22 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 12 выполнения.
Фиг.23 - вид в перспективе, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента по варианту 12 выполнения.
Фиг.24 - вид в сечении по XXIV-XXIV на Фиг.21.
Фиг.25 - схематичный вид, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента в модификации варианта 12 выполнения.
Фиг.26 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 13 выполнения.
Фиг.27 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 13 выполнения.
Фиг.28 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 13 выполнения.
Фиг.29 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 14 выполнения.
Фиг.30 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 14 выполнения.
Фиг.31 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 14 выполнения.
Фиг.32 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 15 выполнения.
Фиг.33 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 15 выполнения.
Фиг.34 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 15 выполнения.
Фиг.35 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 16 выполнения.
Фиг.36 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 16 выполнения.
Фиг.37 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента по варианту 16 выполнения.
Фиг.38 - общий вид в перспективе устройства для приготовления напитков по варианту выполнения.
Фиг.39 - вид в сечении по XXXIX-XXXIX на Фиг.38.
Фиг.40 - общий вид в перспективе, показывающий схематический компонент устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.
Фиг.41 - первая последовательность приготовления, показывающая выдачу японского чая с использованием устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.
Фиг.42 - вторая последовательность приготовления, показывающая выдачу японского чая с использованием устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.
Фиг.43 - третья последовательность приготовления, показывающая выдачу японского чая с использованием устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.
Фиг.44 - вид в перспективе, показывающий только внутреннюю конструкцию устройства для приготовления напитков по варианту 17 выполнения.
Фиг.45 - вид в перспективе модуля для размалывания по варианту 17 выполнения.
Фиг.46 - подетальный вид в перспективе модуля для размалывания по варианту 17 выполнения.
Фиг.47 – вид сбоку в сечении модуля для размалывания по варианту 17 выполнения.
Фиг.48 - вид в перспективе смесительного узла по варианту 17 выполнения.
Фиг.49 – вид сбоку в сечении смесительного узла по варианту 17 выполнения.
Фиг.50 - вид в плане смесительного узла по варианту 17 выполнения.
Фиг.51 – схематичный вид в сечении, показывающий состояние перемешивания посредством смесительного узла по варианту 17 выполнения.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Смесительный лопастной элемент, смесительное устройство и устройство для приготовления напитков в вариантах выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. На чертежах каждого варианта выполнения те же самые или соответствующие элементы имеют одну и ту же выделенную ссылочную позицию, и избыточное описание может не повторяться. Когда в каждом варианте выполнения упоминается число или количество, объем настоящего изобретения необязательно ограничен данным числом или количеством, если не указано иное.
(Вариант 1 выполнения: смесительный лопастной элемент 2)
Смесительный лопастной элемент 2 по варианту 1 выполнения, базирующемся на настоящем изобретении, будет описан со ссылкой на Фиг.1-3. Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения, Фиг.2 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения, и Фиг.3 - вид в плане, показывающий форму лопастной части смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения.
Как показано на Фиг.1 и 2, данный смесительный лопастной элемент 2 представляет собой смесительный лопастной элемент 2 жидкости, и содержит дискообразную часть 21 в качестве вращающейся части, имеющей центральную ось С вращения, и множество лопастных частей 22, обеспеченных со стороны первой поверхности 21а, которая представляет собой верхнюю сторону на иллюстрации данной дискообразной части 21. Несмотря на то, что лопастная часть 22 выполнена параллельной по отношению к центральной оси С вращения в данном варианте выполнения, это не означает, что конструкция ограничена данной конструкцией. В данном варианте выполнения лопастная часть означает не только просто место в некоторой конфигурации лопастного элемента, но также охватывает, например, форму тороидальной спирали и купола и охватывает все формы, способствующие вспениванию жидкости.
В данном варианте выполнения на дискообразной части 21 обеспечен проходящий вдоль центральной оси С вращения, цилиндрический сердечник 25, в который может быть вставлен обеспеченный снаружи стержень 1а для вращения. На верхнем конце стержня 1а для вращения выполнен конический выступ 1b.
Стержень 1а для вращения обеспечен в резервуаре 1 для вращения, который будет описан позднее, и образует опорный механизм для вращения, обеспечивающий опору для части, контактирующей со смесительным резервуаром 1 за счет точечного контакта, во время вращения смесительного лопастного элемента 2, когда вершина конического выступа 1b стержня 1а для вращения упирается в нижнюю часть цилиндрического сердечника 25. В данном случае внутренний диаметр цилиндрического сердечника 25 задан равным диаметру, не создающему возможности контакта с наружной окружной периферией стержня 1а для вращения.
Множество лопастных частей 22 выполнены так, что они окружают центральную ось С вращения, а также выполнены с вращательной симметрией относительно центра вращения центральной оси С вращения. Верхняя концевая часть лопастной части 22 в данном варианте выполнения выполнена с прорезью 23, проходящей от данной верхней концевой части по направлению к первой поверхности 21а.
Кроме того, в данном варианте выполнения вспомогательная лопастная часть 24, проходящая вниз, обеспечена также со стороны второй поверхности 21b, которая представляет собой нижнюю сторону на иллюстрации дискообразной части 21, в месте, противоположном по отношению к лопастной части 22. Вспомогательная лопастная часть 24 по форме аналогична лопастной части 22.
Как показано на Фиг.3, диаметр φ d смесительного лопастного элемента 2 определяют в соответствии с количеством объекта, подлежащего перемешиванию. Например, наружный диаметр (диаметр) d, составляющий φ 34 мм, высота h, составляющая 22 мм, и высота ha, составляющая приблизительно 4 мм, могут представлять один пример формы смесительного лопастного элемента 2.
Желательно, если удовлетворяется условие
0,2 d (мм) ≤ h (мм) ≤ 2d (мм) … (выражение 1),
где d (мм) представляет собой диаметр смесительного лопастного элемента 2, и h (мм) представляет собой высоту вдоль направления центральной оси С вращения смесительного лопастного элемента 2.
Смесительный лопастной элемент 2 находится в пределах интервала от диаметра d1 (мм) до диаметра d (мм) вокруг центральной оси С вращения, и диаметр d1 (мм) и диаметр d (мм) желательно удовлетворяют условию
0,5 d (мм) ≤ d1 (мм) ≤ 0,8 d (мм) … (выражение 2).
Лопастная часть 22 имеет дугообразную форму, имеющую радиус r (в данном варианте выполнения r = 5 мм), при этом дуга «контактирует» с осевой линией L (прямой линией, проходящей через центр вращения смесительного лопастного элемента) в точке пересечения между осевой линией L и окружностью с диаметром d1 (в данном варианте выполнения φ d1 = φ 22 мм). Лопастная часть 22 имеет толщину t, составляющую приблизительно 1 мм. Прорезь 23 имеет ширину, составляющую приблизительно 3 мм, и прорезь 23 имеет глубину (b) от верхней концевой части лопастной части 22, составляющую приблизительно 8 мм.
Форма лопастной части 22 желательно удовлетворяет условиям
1 (мм) ≤ t (мм) ≤ 3 (мм) … (выражение 3) и
3 (мм) ≤ r (мм) ≤ 10 (мм) … (выражение 4).
Желательно, если удовлетворяется условие
0,15 h (мм) ≤ hа (мм) ≤ 0,8 h (мм) … (выражение 7), где ha (мм) представляет собой высоту вспомогательного лопастного элемента.
Таким образом, при придании лопастной части 22 формы дуги, «контактирующей» с осевой линией L, функция вспенивания может быть обеспечена в достаточной степени. Кроме того, вспенивание с образованием более мелких пузырьков обеспечивается за счет выполнения прорези 23 в лопастной части 22.
Желательно, если удовлетворяются условия
1 (мм) ≤ а (мм) ≤ 4 (мм) … (выражение 5) и
0,1 h (мм) ≤ b (мм) ≤ 0,4 h (мм) … (выражение 6), при этом h (мм) представляет собой высоту смесительного лопастного элемента, а (мм) представляет собой ширину прорези 23, и b (мм) представляет собой глубину прорези 23.
Как правило, при увеличении числа раз прохождения и зоны прохождения лопастной части 22 через границу раздела воздух-жидкость (поверхность S жидкости) эффективность вспенивания повышается. При выполнении прорези 23 в лопастной части 22 число раз прохождения лопастной части 22 удваивается, и пузырьки воздуха уменьшаются до размера, не превышающего ширину прорези 23. Следовательно, могут быть получены более мелкие пузырьки.
В частности, принципы вспенивания жидкости в смесительном резервуаре 1 таковы, что пена образуется с более мелкими пузырьками за счет разрезания больших пузырьков путем «встряхивания» границы раздела воздух-жидкость лопастной частью 22 при одновременном захвате воздуха в жидкость. Перемешивание и вспенивание, более эффективные, чем в обычном примере, могут быть обеспечены за счет втягивания воздуха посредством смесительного лопастного элемента 2, эффективного перемешивания за счет использования вихревого потока в данный момент времени и прохождения лопастной части 22 смесительного лопастного элемента 2 через поверхность жидкости, которая изменилась за счет вращения, и получающегося в результате «встряхивания» поверхности жидкости.
Перемешивание и вспенивание посредством использования смесительного лопастного элемента 2 будут описаны со ссылкой на Фиг.4 и 5. Фиг.4 и 5 представляют собой первый и второй схематичные виды, показывающие соответственно операции перемешивания посредством смесительного лопастного элемента 2. Смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения выполнен в виде многолопастной крыльчатки, используемой для перемешивания. Многолопастная крыльчатка служит для захвата текучей среды из центральной части в результате вращения и для направления текучей среды к наружной окружной периферии. Смесительный лопастной элемент 2 используется, когда он вращается вокруг стержня 1а для вращения, обеспеченного в резервуаре 1 для вращения, который будет описан позднее, и перемешивает воду и объект, подлежащий перемешиванию в смесительном резервуаре 1, за счет центробежной силы во время вращения.
Как показано на Фиг.4, когда смесительный лопастной элемент 2 не вращается, поверхность S жидкости, представляющей собой жидкость W, расположена выше, и смесительный лопастной элемент 2 погружен в жидкость W.
Как показано на Фиг.5, когда смесительный лопастной элемент 2 вращается, сила, действующая в направлении, по существу ортогональном к центральной оси С вращения (на фигуре в горизонтальном направлении: направлении, показанном стрелкой В на фигуре), будет приложена к жидкости W в результате перемешивающего воздействия со стороны смесительного лопастного элемента 2. Следовательно, поверхность S жидкости в центральной части, включающей в себя центральную ось С вращения, смещается вниз (в направлении, показанном стрелкой А на фигуре), и верхняя часть смесительного лопастного элемента 2 открывается над поверхностью S жидкости.
Таким образом, воздух может захватываться в жидкость W в зоне смесительного лопастного элемента 2, открытой над поверхностью S жидкости. Одновременно воздух и жидкость, подлежащая перемешиванию, направляются из центральной части к наружной окружной периферийной части смесительного лопастного элемента 2, и воздух и жидкость перемешиваются при одновременно эффективном захвате воздуха в жидкости.
Лопастная часть 22 смесительного лопастного элемента 2 проходит через зону контакта между воздухом и поверхностью S жидкости, большие пузырьки разрушаются и мелкие пузырьки могут быть созданы эффективным образом. В данном случае эффективность перемешивания значительно повышается при увеличении числа лопастных частей 22 и числа оборотов смесительного лопастного элемента 2. Кроме того, в данном варианте выполнения прорезь 23 выполнена в лопастной части 22, так что большие пузырьки могут разрушаться более эффективно, и мелкие пузырьки могут эффективно образовываться.
3
3
3
Например, при числе лопастных частей 22, заданном равным 33, 300 см жидкости перемешивают в резервуаре с диаметром φ 110 мм и высотой 60 мм. При задании числа оборотов смесительного лопастного элемента 2 в данном варианте выполнения, который имеет вышеуказанные размеры, равным от 1200 об/мин до 3000 об/мин (при отсутствии приложенной нагрузки) или от 600 об/мин до 1300 об/мин (при приложении нагрузки) верхушечный конец (верхний конец) смесительного лопастного элемента 2 выступает от поверхности S жидкости и надежным образом проходит через границу раздела воздух-жидкость (состояние, показанное на Фиг.5). Следовательно, могут быть обеспечены достаточные перемешивание и вспенивание. Положение лопастного элемента оптимизировано при его положении, смещенном на 13,5 мм от центра резервуара. Смесительный лопастной элемент 2, имеющий данные размеры, эффективен для объема жидкости, не превышающего 300 см. Достаточное вспенивание может быть обеспечено, когда объем не превышает 300 см.
Направление вращения в данном случае может быть изменено на противоположное и может быть выбрано в соответствии с количеством захватываемого необходимого воздуха, числом оборотов и необходимой скоростью потока. Например, когда данная скорость потока задана высокой, высота поверхности S жидкости обеспечивается центробежной силой, и, когда скорость потока задана низкой, высота поверхности S жидкости может быть снижена.
Смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения выполнен в виде многолопастной крыльчатки, и воздух и жидкость, подлежащие перемешиванию, могут быть направлены из центральной части лопастного элемента к наружной окружной периферийной части, так что может быть обеспечено перемешивания с эффективным втягиванием воздуха в жидкость. Одновременно, когда лопастная часть многолопастной крыльчатки проходит через границу раздела воздух-жидкость, большие пузырьки могут быть разрушены, и мелкие пузырьки могут быть эффективно образованы. Следовательно, одновременно с перемешиванием порошков и жидкости может быть обеспечено вспенивание жидкости. В данном случае эффективность перемешивания значительно повышается при увеличении числа лопастных частей 22 и числа оборотов смесительного лопастного элемента 2.
Поверхность жидкости изменяется под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения смесительного лопастного элемента 2, а также за счет степени перемешивания и числа оборотов. В данном случае при задании большой высоты смесительного лопастного элемента 2 лопастной элемент легче проходит через поверхность жидкости, что оказывает благоприятное воздействие на перемешивание жидкости на разных уровнях и приводит к более широкому допустимому диапазону чисел оборотов и степени перемешивания.
Смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения имеет прорезь 23 в верхней концевой части лопастной части 22 с дугообразной формой, так что число раз контакта лопастной части 22 многолопастной крыльчатки с границей раздела воздух-жидкость увеличивается. При выполнении прорези 23 на стороне верхнего конца лопастной части 22 гарантируется способность к втягиванию воздуха. Местоположение границы раздела воздух-жидкость изменяется за счет вращения и действия центробежной силы, в зависимости от формы лопастного элемента, числа лопастей и числа оборотов. Эффективность перемешивания значительно повышается, и вспенивание с мелкими пузырьками может быть обеспечено за счет оптимального регулирования положения границы раздела и достижения согласования взаимного расположения с прорезью 23.
Несмотря на то, что дискообразная часть 21 обеспечена в качестве вращающейся части в данном варианте выполнения, форма вращающейся части не ограничена дискообразной формой. Любая форма вращающейся части может быть применена при условии, что лопастная часть 22 соединена с цилиндрическим сердечником 25.
(Вариант 2 выполнения: смесительный лопастной элемент 2А)
Форма лопастной части 22А смесительного лопастного элемента 2А в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.6. Фиг.6 - вид в плане, показывающий форму лопастной части 22А смесительного лопастного элемента 2А в данном варианте выполнения. Несмотря на то, что применяется лопастная часть 22 с дугообразной формой и прорезь выполнена по варианту 1 выполнения, в данном варианте выполнения применяется плоская форма лопастной части 22А вместо дугообразной формы и не обеспечено никакой прорези.
Несмотря на то, что лопастная часть 22А в данном варианте выполнения выполнена вдоль осевой линии L (направления по радиусу), обеспечено, что это не является ограничением, и может быть выполнена лопастная часть 22А, пересекающая осевую линию L. Основные соотношения размеров такие же, как в смесительном лопастном элементе 2 по варианту 1 выполнения.
Функция перемешивания и вспенивания в достаточной степени может быть обеспечена также при использовании смесительного лопастного элемента 2А с данной формой в соответствии с количеством объекта, подлежащего перемешиванию.
(Вариант 3 выполнения: смесительный лопастной элемент 2В)
Форма лопастной части 22В смесительного лопастного элемента 2В в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.7 и 8. Фиг.7 - вид в плане, показывающий форму лопастной части 22В смесительного лопастного элемента 2В в данном варианте выполнения, и Фиг.8 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2В в данном варианте выполнения.
В данном варианте выполнения две лопастные части 22В выполнены в виде расположенных рядом друг с другом, и зазор между двумя лопастными частями 22В используется в качестве прорези.
Несмотря на то, что лопастная часть 22В в данном варианте выполнения также выполнена вдоль осевой линии L (направления по радиусу), обеспечено, что это не является ограничением, и может быть выполнена лопастная часть 22В, пересекающая осевую линию L. В данном варианте выполнения лопастная часть 22В имеет ширину вдоль направления по радиусу, составляющую приблизительно 1,5 мм, и зазор между лопастными частями 22В составляет приблизительно 3 мм. Диаметр φ d2 составляет приблизительно 31 мм.
Функция перемешивания и вспенивания в достаточной степени может быть обеспечена также при использовании смесительного лопастного элемента 2В с данной формой в соответствии с количеством объекта, подлежащего перемешиванию.
(Вариант 4 выполнения: смесительный лопастной элемент 2С)
Форма смесительного лопастного элемента 2С в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.9. Фиг.9 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2С в данном варианте выполнения.
В данном варианте выполнения не обеспечено никакой вспомогательной лопастной части 24 со стороны второй поверхности 21b, которая представляет собой нижнюю сторону на иллюстрации дискообразной части 21, по сравнению с конструкцией смесительного лопастного элемента 2 по варианту 1 выполнения, показанном на Фиг.2. Хотя это не показано, постоянный магнит 4 заделан в дискообразную часть 21. Другие элементы/признаки такие же, как в смесительном лопастном элементе 2 по варианту 1 выполнения.
Также может быть выбран смесительный лопастной элемент 2, показанный в данном варианте выполнения.
(Вариант 5 выполнения: смесительное устройство 1500)
Конструкция смесительного устройства 1500 в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.10-12. Фиг.10 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию смесительного устройства 1500 в данном варианте выполнения, Фиг.11 - схематичный вид, показывающий в плоскости поток воды, создаваемый смесительным лопастным элементом 2, обеспеченным в смесительном устройстве 1500 в данном варианте выполнения, и Фиг.12 - вид в плане, показывающий конструкцию спрямляющей стенки, обеспеченной в смесительном устройстве 1500 в данном варианте выполнения.
Несмотря на то, что случай, в котором смесительный лопастной элемент 2, описанный по варианту 1 выполнения, используется в смесительном устройстве 1500 в данном варианте выполнения, описан в нижеприведенном описании, могут быть использованы смесительный лопастной элемент 2А по варианту 2 выполнения, смесительный лопастной элемент 2В по варианту 3 выполнения и смесительный лопастной элемент 2С по варианту 4 выполнения.
Как показано на Фиг.10, смесительное устройство 1500 в данном варианте выполнения имеет смесительную конструкцию, при которой порошки и жидкость, введенные в смесительный резервуар 1, перемешиваются и вспениваются. Стержень 1а для вращения обеспечен на нижней поверхности резервуара 1 для вращения. Стержень 1а для вращения вставлен в цилиндрический сердечник 25, обеспеченный в смесительном лопастном элементе 2, и смесительный лопастной элемент 2 может вращаться вокруг данного стержня 1а для вращения.
Опорный механизм для вращения, обеспечивающий опору для части, контактирующей со смесительным резервуаром 1 за счет точечного контакта, во время вращения смесительного лопастного элемента 2, реализуется, когда вершина конического выступа 1b стержня 1а для вращения упирается в нижнюю часть цилиндрического сердечника 25. Интервал между нижним концом смесительного лопастного элемента 2 и смесительным резервуаром 1 желательно задан равным от 0,5 мм до 1,0 мм. Даже при перемешивании небольшого количества порошка жидкость и порошки могут быть перемешаны эффективно.
Постоянный магнит 4 прикреплен к стороне нижней поверхности смесительного лопастного элемента 2. Вращательный приводной механизм 3, к которому прикреплен постоянный магнит 5, обеспечен под смесительным резервуаром 1. В данном варианте выполнения электродвигатель используется для вращательного приводного механизма 3. Вместо постоянных магнитов 4 и 5 может быть использован электромагнит.
Постоянный магнит 4, обеспеченный со стороны нижней поверхности смесительного лопастного элемента 2, и постоянный магнит 5, обеспеченный во вращательном приводном механизме 3, расположены так, что магнитная сила, создаваемая ими, обеспечивает притягивание их друг к другу, и между смесительным лопастным элементом 2 и вращательным приводным механизмом 3 обеспечен механизм бесконтактного вращательного привода, бесконтактно передающий вращающую силу, создаваемую вращательным приводным механизмом 3, смесительному лопастному элементу 2.
Поток воды, создаваемый смесительным лопастным элементом 2 в данном смесительном устройстве 1500, будет описан далее со ссылкой на Фиг.11 и 12. Фиг.11 показывает поток воды, создаваемый смесительным лопастным элементом 2. Смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения захватывает воздух и жидкость из верхней центральной части (см. Фиг.5) и «выпускает» воздух и жидкость в радиальном направлении вокруг смесительного лопастного элемента 2 (стрелка W).
Как показано на Фиг.12, когда данный смесительный лопастной элемент 2 расположен в смесительном резервуаре 1, смесительный резервуар 1 выполнен с формой трека на виде в плоскости, и смесительный лопастной элемент 2 расположен ближе к одной полукруглой стенке 1r. В данном случае «центр» радиуса одной полукруглой стенки 1r желательно совпадает с центральной осью С вращения смесительного лопастного элемента 2.
Далее, криволинейная спрямляющая стенка 81 окружает сторону смесительного лопастного элемента 2, противоположную по отношению к одной полукруглой стенке 1r смесительного резервуара 1. «Центр» радиуса криволинейной спрямляющей стенки 81 желательно совпадает с центральной осью С вращения смесительного лопастного элемента 2. Кроме того, прямолинейная спрямляющая стенка 82 выполнена так, что она параллельна прямолинейной стенке 1y смесительного резервуара 1 на расположенной дальше по потоку стороне (выходной стороне) в направлении вращения смесительного лопастного элемента 2. Один конец криволинейной спрямляющей стенки 81 и один конец прямолинейной спрямляющей стенки 82 присоединены друг к другу.
Участок 8а для входа текучей среды, через который жидкость проходит между смесительным резервуаром 1 и смесительным лопастным элементом, образован с входной стороны криволинейной спрямляющей стенки 81 в направлении вращения смесительного лопастного элемента 2. Участок 8b для выхода текучей среды, через который жидкость выходит между смесительным резервуаром 1 и смесительным лопастным элементом, образован с выходной стороны прямолинейной спрямляющей стенки 82 в направлении вращения смесительного лопастного элемента 2.
Когда смесительный лопастной элемент 2 вращается в смесительном резервуаре 1, имеющем вышеуказанную конструкцию, поток А1 жидкости, показанный стрелкой на Фиг.12, образуется в смесительном резервуаре 1. Поскольку скорость потока, представляющего собой поток А2 жидкости, является высокой в особенности на участке 8b для выхода текучей среды, место ввода порошков, подлежащих перемешиванию, задано в виде места 7 с выходной стороны участка 8b для выхода текучей среды.
Например, наблюдаются такое явление, что мелко измельченные порошки на микроуровне (порошкообразные чайные листья) соединяются подобно глине, когда они поглощают воду, и прилипают к стенке и нижней поверхности смесительного резервуара 1 и не отрываются от стенки и нижней поверхности, и/или такое явление, что порошки являются комковатыми (образуют комок).
Когда порошки, подлежащие перемешиванию, вводятся в месте 7 заранее при скорости потока, порошки растворяются в воде, не прилипая к стенке. Даже когда порошки являются комковатыми (образуют ком), комковатые порошки (ком) контактируют со смесительным лопастным элементом 2, когда порошки проходят рядом со смесительным лопастным элементом 2, и комковатые порошки (ком) измельчаются посредством смесительного лопастного элемента 2.
Кроме того, смесительный лопастной элемент 2 выполнен с вспомогательной лопастной частью 24, проходящей вниз. Таким образом, вспомогательная лопастная часть 24 расположена в месте, близком к нижней поверхности смесительного резервуара 1, и может обеспечить выталкивание и выпуск порошков, находящихся над или непосредственно под смесительным лопастным элементом 2, наружу в направлении от центра к периферии.
Таким образом, в соответствии со смесительным устройством 1500 в данном варианте выполнения смесительный резервуар 1, в котором выполняется перемешивание, имеет спрямляющую стенку для спрямления вихревого потока, создаваемого смесительным лопастным элементом 2, так что быстрый поток воды может быть создан в любом месте.
Несмотря на то, что наблюдается такое явление, что мелко измельченные порошки соединяются подобно глине, когда они поглощают воду, и прилипают к стенке и/или к нижней поверхности смесительного резервуара 1 и не отрываются, или явление комкования (образования кома) порошков, порошки растворяются в жидкости без комкования (образования кома) за счет создания быстрого потока воды при обеспечении узкой траектории потока в месте ввода порошков в смесительный резервуар 1 и за счет плавной подачи жидкости в часть, где имеются порошки.
Кроме того, вспомогательная лопастная часть 24 со стороны нижней поверхности смесительного лопастного элемента 2 расположена в месте, близком к нижней поверхности смесительного резервуара 1, так что порошки, находящиеся над или непосредственно под смесительным лопастным элементом 2, могут быть вытолкнуты и выпущены в направлении от центра к периферии.
(Вариант 6 выполнения: другой опорный механизм для вращения)
Другой опорный механизм для вращения, применяемый в смесительном устройстве 1500, будет описан со ссылкой на Фиг.13. Фиг.13 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию другого опорного механизма для вращения, обеспеченного в данном варианте выполнения.
По варианту 5 выполнения, подобном показанному на Фиг.2 и 9, был выбран опорный механизм для вращения, служащий опорой для части, контактирующей со смесительным резервуаром 1 за счет точечного контакта, во время вращения смесительного лопастного элемента 2, когда вершина конического выступа 1b стержня 1а для вращения упирается в нижнюю часть цилиндрического сердечника 25.
В данном варианте выполнения, как показано на Фиг.13, наклонная, образующая углубление, нижняя часть 25b, которая имеет вид выступающей вверх части, образована в верхней концевой части цилиндрического сердечника 25. В данном случае внутренний диаметр цилиндрического сердечника 25 задан равным диаметру, не создающему возможности контакта с наружной окружной периферией стержня 1а для вращения.
Поскольку часть, в которой имеет место контакт между стержнем 1а для вращения и цилиндрическим сердечником 25, ограничена вершиной конического выступа 1b и вершиной наклонной, образующей углубление, нижней части 25b во время вращения смесительного лопастного элемента 2, потери, вызванные трением, могут быть минимизированы. Поскольку возникновение смещения стержня вследствие износа также может быть подавлено, может быть обеспечена долговечность при долговременном использовании. Следовательно, вращение может эффективно передаваться в механизме бесконтактного вращательного привода, в котором используется магнитная сила.
Кроме того, вершина конического выступа 1b расположена у вершины наклонной, образующей углубление, нижней части 25b во время вращения смесительного лопастного элемента 2, так что вращение смесительного лопастного элемента 2 может быть дополнительно стабилизировано.
(Вариант 7 выполнения: еще один опорный механизм для вращения)
Еще один опорный механизм для вращения, применяемый в смесительном устройстве 1500, будет описан со ссылкой на Фиг.14. Фиг.14 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в данном варианте выполнения.
По варианту 6 выполнения, подобном показанному на Фиг.13, конический выступ 1b выполнен на верхнем конце стержня 1а для вращения и наклонная, образующая углубление, нижняя часть 25b выполнена в нижней части цилиндрического сердечника 25. В данном варианте выполнения, подобном показанному на Фиг.14, при выступе и углублении, которые «поменялись местами», коническое углубление 1с выполнено на верхнем конце стержня 1а для вращения, и наклонная выступающая нижняя часть 25с выполнена в нижней части цилиндрического сердечника 25.
Даже при опорном механизме для вращения, образованном из комбинации конического углубления 1с и наклонной выступающей нижней части 25с, могут быть обеспечены функционирование и эффект, подобные варианту 6 выполнения.
(Вариант 8 выполнения: еще один опорный механизм для вращения)
Еще один опорный механизм для вращения, применяемый в смесительном устройстве 1500, будет описан со ссылкой на Фиг.15. Фиг.15 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в данном варианте выполнения. Механизм бесконтактного вращательного привода, включающий в себя постоянные магниты 4 и 5, не показан.
В данном варианте выполнения стержень 26 для вращения, образующий центральную ось С вращения, обеспечен со стороны второй поверхности 21b дискообразной части 21 смесительного лопастного элемента 2 без выполнения стержня 1а для вращения в смесительном резервуаре 1. Когда постоянный магнит 5, обеспеченный со стороны смесительного резервуара 1, начинает вращаться посредством непоказанного механизма бесконтактного вращательного привода, смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения начинает вращаться стабильно при одновременном сохранении равновесия на основе принципов вращающегося волчка.
Поскольку, таким образом, отсутствует необходимость в выполнении стержня 1а для вращения в смесительном резервуаре 1, конструкция смесительного резервуара 1 может быть упрошена, и облегчается операция очистки смесительного резервуара 1. Просто при размещении смесительного лопастного элемента 2 на нижней поверхности смесительного резервуара 1 смесительный лопастной элемент 2 может быть приведен во вращение посредством использования механизма бесконтактного вращательного привода.
Кроме того, при использовании комбинации механизма бесконтактного вращательного привода и стержня 26 для вращения в данном варианте выполнения отсутствует необходимость в использовании специального смесительного резервуара, при этом одновременно может обеспечиваться перемешивание в пределах диапазона, в котором приложена магнитная сила. Например, конструкция по данному варианту выполнения может быть использована также для смесительного резервуара, выполненного из материала, при котором трудно выполнить стержень, такого как керамический материал или бумажный стаканчик. Следовательно, может быть обеспечено перемешивание путем вставки смесительного лопастного элемента в чайную чашку, кружку или бумажный стаканчик.
(Вариант 9 выполнения: еще один опорный механизм для вращения)
Еще один опорный механизм для вращения, применяемый в смесительном устройстве 1500, будет описан со ссылкой на Фиг.16. Фиг.16 - вид в частичном сечении, показывающий конструкцию еще одного опорного механизма для вращения, обеспеченного в данном варианте выполнения. Механизм бесконтактного вращательного привода, включающий в себя постоянные магниты 4 и 5, не показан.
В данном варианте выполнения противовес 27 с формой, изогнутой снизу, обеспечен со стороны второй поверхности 21b дискообразной части 21 смесительного лопастного элемента 2 без выполнения стержня 1а для вращения в смесительном резервуаре 1. Данный противовес 27 выполнен из однородного материала, и центр тяжести смесительного лопастного элемента 2 в целом расположен в противовесе 27 ниже второй поверхности 21b дискообразной части 21. Таким образом, смесительный лопастной элемент 2 удерживается в состоянии, показанном на Фиг.16, на основе принципов, аналогичных «неваляшке».
Когда постоянный магнит 5, обеспеченный со стороны смесительного резервуара 1, начинает вращаться посредством механизма бесконтактного вращательного привода, смесительный лопастной элемент 2 в данном варианте выполнения начинает стабильно вращаться при одновременном сохранении равновесия. При вращении смесительного лопастного элемента 2 образуется центральная ось С вращения, проходящая через центр тяжести смесительного лопастного элемента 2.
Таким образом, в данном варианте выполнения также отсутствует необходимость в выполнении стержня 1а для вращения в смесительном резервуаре 1, и, таким образом, конструкция смесительного резервуара 1 упрощается, и облегчается операция очистки смесительного резервуара 1. Путем простого размещения смесительного лопастного элемента 2 на нижней поверхности смесительного резервуара 1 смесительный лопастной элемент 2 может быть приведен во вращение посредством механизма бесконтактного вращательного привода.
(Вариант 10 выполнения: устройство 2000 для приготовления напитков)
Конструкция устройства 2000 для приготовления напитков, содержащего смесительный лопастной элемент и смесительное устройство по каждому варианту выполнения, приведенному выше, будет описана со ссылкой на Фиг.17 и 18. Фиг.17 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию устройства 2000 для приготовления напитков в данном варианте выполнения, и Фиг.18 представляет собой блок-схему, показывающую последовательность операций в устройстве 2000 для приготовления напитков в данном варианте выполнения. Несмотря на то, что на Фиг.17 показан случай, когда выбраны смесительный лопастной элемент 2 и смесительное устройство 1500, элементы/признаки в других вариантах выполнения могут быть применены соответствующим образом.
Устройство 2000 для приготовления напитков в данном варианте выполнения служит в качестве механизма для тонкого измельчения пищевого продукта, такого как чайные листья, и механизма для перемешивания жидкости и обеспечивает получение вспененного напитка путем перемешивания порошкообразного пищевого продукта (чайных листьев) и горячей воды или воды.
Устройство 2000 для приготовления напитков в данном варианте выполнения содержит размольную машину 1000, описанную выше, резервуар 17, в котором удерживается жидкость W, и смесительное устройство 1500, имеющее смесительный резервуар 1, в который подаются порошки Т2, получаемые посредством размольной машины 1000, и жидкость W и который предназначен для смешивания порошков Т2 и жидкости W.
Жерновая мельница, пригодная для дробления объекта, подлежащего измельчению, на микрочастицы, используется в качестве размольной машины 1000, и используются свежемолотые порошки.
Размольная машина 1000 содержит вращательный приводной узел 10, размольный узел 11, узел хранения 12 и подающее отверстие 13. Вращение вращательного приводного узла 10 передается размольному узлу 11. Например, объект Т1, подлежащий размолу, такой как чайные листья, измельчается посредством размольного узла 11, и порошки Т2, полученные измельчением, удерживаются в узле хранения 12.
В резервуаре 17 удерживается такая жидкость, как вода. Резервуар 17 нагревается по мере необходимости посредством нагревателя 18. Жидкость, находящаяся в резервуаре 17, вводится в смесительный резервуар 1 при открытии и закрытии электромагнитного клапана 15 в заданные моменты времени. Порошки Т2, удерживаемые в узле хранения 12, выпускаются в смесительный резервуар 1 через подающее отверстие 13 в заданные моменты времени.
Смесительный лопастной элемент 2 установлен с возможностью вращения в смесительном резервуаре 1. Когда привод перемешивания 14 вращается в заданные моменты времени и вращательный приводной механизм 3 передает вращение смесительному лопастному элементу 2, смесительный лопастной элемент 2 обеспечивает перемешивание жидкости и порошков Т2.
Смесительный лопастной элемент 2 создает вихревой поток в смесительном резервуаре 1 и образует мелкие пузырьки посредством втягивания воздуха от поверхности воды и «разрезания» воздушных пузырьков лопастной частью. Мелкие пузырьки делают консистенцию перемешанного напитка более мягкой и улучшают вкусовые качества. Вращательный приводной механизм 3 желательно реализован, например, посредством магнита, и смесительный лопастной элемент 2 приводится во вращение бесконтактно под действием магнитной силы. Таким образом, прикрепление и отсоединение смесительного резервуара 1 является простым, и очистка облегчается.
Жидкость, перемешанная в смесительном резервуаре 1, выливается в чашку 19 при открытии и закрытии электромагнитного клапана 16 в заданные моменты времени. В данном варианте выполнения напиток может быть налит непосредственно в любимую чашку 19.
Фиг.18 показывает более детализированную последовательность операций в устройстве 2000 для приготовления напитков. При вводе запускающего сигнала в устройство 2000 для приготовления напитков (F0) параллельно выполняются запуск измельчения (F1) посредством размольной машины 1000 и запуск нагрева резервуара для воды (F5). Когда датчик крутящего момента распознает окончание измельчения (F2) посредством размольной машины 1000, отверстие для подачи порошков открывается (F3), так что порошки Т2 вводятся в смесительный резервуар 1 из подающего отверстия 13. После этого отверстие для подачи порошков закрывается (F4).
Конец нагрева резервуара для воды (F6) распознается датчиком температуры, электромагнитный клапан 15 открывается (F7), так что горячая вода подается в смесительный резервуар 1. После этого электромагнитный клапан 15 закрывается (F8).
По мере ввода порошков Т2 и горячей воды в смесительный резервуар 1 в смесительном резервуаре 1 начинается перемешивание за счет вращения смесительного лопастного элемента 2 (F9). После того как таймер выполнит отсчет определенного промежутка времени перемешивания, перемешивание, осуществляемое за счет вращения смесительного лопастного элемента 2, закачивается (F10). После перемешивания посредством смесительного лопастного элемента 2 электромагнитный клапан 16 открывается (F11), так что напиток выливается в чашку 19. После этого электромагнитный клапан 16 закрывается (F12), и последовательность операций в устройстве 2000 для приготовления напитков заканчивается (F13).
Таким образом, при использовании устройства 2000 для приготовления напитков в данном варианте выполнения напиток, имеющий мелкие пузырьки без комковатых порошков (комков) может быть получен посредством использования смесительного лопастного элемента и смесительного устройства, содержащего смесительный лопастной элемент по данному варианту выполнения.
(Вариант 11 выполнения: устройство 2000А для приготовления напитков)
Конструкция устройства 2000А для приготовления напитков в данном варианте выполнения будет описана со ссылкой на Фиг.19 и 20. Фиг.19 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию устройства 2000А для приготовления напитков в данном варианте выполнения, и Фиг.20 - вид сбоку в сечении, показывающий конструкцию верхней концевой части стержня 1а для вращения. Несмотря на то, что Фиг.19 показывает случай, когда выбраны смесительный лопастной элемент 2 и смесительное устройство 1500, элементы/признаки в других вариантах выполнения могут быть применены соответствующим образом.
Устройство 2000А для приготовления напитков в данном варианте выполнения по базовой конструкции такое же, как устройство 2000 для приготовления напитков в вышеприведенном варианте выполнения. Различие состоит в том, что смесительный резервуар 1 выполнен съемным, при этом смесительный резервуар 1 также служит в качестве емкости для напитка (кувшина). После завершения перемешивания пользователь извлекает смесительный резервуар 1 и наливает напиток в чашку пользователя. Следовательно, поскольку смесительный резервуар 1 может быть без труда очищен, может быть обеспечено устройство для приготовления напитков, которое можно легче очистить и которое является менее дорогим.
При выливании напитка из смесительного резервуара 1 желательно, если смесительный лопастной элемент 2 не будет легко выпадать. В данном варианте выполнения, как показано на Фиг.20, выбрана такая конструкция, что канавка 1g выполнена на наружной окружной периферийной поверхности стержня 1а для вращения, обеспеченного в резервуаре 1 для вращения, и выступ 25р, выполненный на внутренней стенке цилиндрического сердечника 25 смесительного лопастного элемента 2, входит в канавку 1g на стержне 1а для вращения при наклоне смесительного резервуара 1.
(Вариант 12 выполнения: смесительный лопастной элемент 2D)
Форма смесительного лопастного элемента 2D в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.21-24. Фиг.21 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2D, Фиг.22 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2D, Фиг.23 - вид в перспективе, показывающий конструкцию смесительного лопастного элемента 2D, и Фиг.24 - вид в сечении по XXIV-XXIV на Фиг.21.
Как показано на Фиг.21 и 22, смесительный лопастной элемент 2D содержит расположенный в центре, цилиндрический сердечник 250, в который вставляется стержень для вращения. Цилиндрический сердечник 250 образует вращающуюся часть, имеющую центральную ось (С) вращения. Две первые лопасти 210, обеспеченные в местах, противоположных по отношению друг к другу под углом 180 градусов, и две вторые лопасти 211, которые обеспечены в местах, противоположных по отношению друг к другу под углом 180 градусов, и каждая из которых расположена в месте, соответствующем повороту на 90 градусов от первой лопасти 210, проходят в радиальном направлении от наружной окружной периферийной поверхности цилиндрического сердечника 250.
Нижнее вспомогательное кольцо 222 обеспечено на наружной периферийной поверхности двух первых лопастей 210 и наружной периферийной поверхности двух вторых лопастей 211. Нижнее вспомогательное кольцо 222 имеет такую форму, чтобы не создавать сопротивления в направлении вращения (направлении, показанном стрелкой А на чертежах). Множество лопастных частей 220, проходящих по направлению к верхней поверхности (первой поверхности) первой лопасти 210 и второй лопасти 211, выполнены на нижнем вспомогательном кольце 222 так, что они окружают центральную ось С вращения, и выполнены с вращательной симметрией относительно центра вращения указанной оси С вращения. Верхняя концевая часть лопастной части 220 присоединена к верхнему вспомогательному кольцу 223. Верхнее вспомогательное кольцо 223 также имеет форму, не создающую сопротивления в направлении вращения, аналогично нижнему вспомогательному кольцу 222. Детализированная форма лопастной части 220 будет описана позднее.
Две первые лопасти 210 имеют криволинейную поверхность 212 лопасти, которая имеет заданную толщину в направлении вниз (по направлению ко второй поверхности), имеют криволинейную форму с углублением в направлении, противоположном по отношению к направлению вращения, и способствуют перемешивания в направлении вращения (направлении, показанном стрелкой А на чертежах). Аналогичным образом, вторая лопасть 211 имеет криволинейную поверхность 212 образованной лопасти, которая имеет заданную толщину в направлении вниз (по направлению ко второй поверхности), имеет криволинейную форму с углублением в направлении, противоположном по отношению к направлению вращения, и способствует перемешиванию в направлении вращения (направлении, показанном стрелкой А на чертежах). Поверхности 212 лопастей обеспечены в четырех местах, и всего четыре промежутка 210h образованы между первыми лопастями 210 и вторыми лопастями 211. Постоянный магнит 240, который будет описан позднее, заделан в двух первых лопастях 210.
Как показано на Фиг.23 и 24, цилиндрический сердечник 250 и две первые лопасти 210 включают в себя образованный как одно целое, закрывающий элемент 260а. Цилиндрическая часть 210а для размещения для размещения постоянного магнита 240, выполнена в основном теле 260b лопасти, представляющей собой первую лопасть 210. Вращение передается постоянному магниту 240 (магниту на стороне лопастного элемента), заделанному в двух первых лопастях 210, механизмом бесконтактного вращательного привода, который будет описан позднее, посредством магнитной силы.
Для повышения удерживающей способности, обусловленной магнитной силой во время приведения во вращение, постоянный магнит желательно обеспечен в двух местах при цилиндрическом сердечнике 250, находящемся между ними. Как будет описано позднее, когда лопастная часть 220 имеет наружный диаметр (d), составляющий φ 32 мм, шаг между магнитами, между которыми находится цилиндрический сердечник 250, ограничен. Например, когда магниты с одинаковой магнитной силой обеспечены в трех или более местах, между соседними магнитами имеет место взаимное влияние магнитных сил, и магнит может выпасть во время приведения во вращение. За счет того, что постоянные магниты обеспечены в двух местах, как описано выше, расстояние между магнитами по окружности при вращении может быть увеличено, и можно будет избежать взаимного влияния магнитных сил между соседними магнитами.
Сквозное отверстие 215, в которое вставляется стержень для вращения, выполнено между двумя первыми лопастями 210. Конический колпачок 251 размещен в цилиндрическом сердечнике 250 для плавного вращения смесительного лопастного элемента 2D при верхнем конце стержня для вращения, находящемся в точечном контакте. Кольцевое уплотнение 252, предназначенное для обеспечения водонепроницаемости, установлено между закрывающим элементом 260а и основным телом 260b лопасти.
Форма лопастной части 220 будет описана далее со ссылкой на Фиг.24. Угол θ наклона при расширении наружу в направлении вверх обеспечен в лопастной части 220. Угол θ наклона задан, например, равным приблизительно 75 градусам. В зависимости от угла θ наклона смесительный лопастной элемент 2D может обеспечить большое усилие перемешивания при той же наружной форме, или нагрузка, приложенная к вращательной приводной части, может быть снижена при том же усилии перемешивания. Форма, показанная на Фиг.3, 6, 7 и 8, может быть выбрана в качестве формы горизонтального сечения лопастной части 220.
В зависимости от угла θ наклона повышается легкость очистки смесительного лопастного элемента 2D. Ограничена зона, в которой высота ha первой лопасти 210 и второй лопасти 211 создает сопротивление («вносит вклад» в усилие перемешивания) в направлении вращения, как показано на Фиг.24, относительно общей высоты h смесительного лопастного элемента 2D. В данном варианте выполнения желательно, если h = 9,5 мм и ha = 5,5 мм. Лопастная часть 220 желательно имеет внутренний диаметр d1 = φ 30 мм и наружный диаметр d = φ 32 мм.
3
Таким образом, могут быть достигнуты как эффект вспенивания за счет втягивания воздуха от поверхности воды, описанный со ссылкой на Фиг.4 и 5, так и эффект перемешивания посредством поверхностей 212 лопастей, представляющих собой первую лопасть 210 и вторую лопасть 211. Для достижения эффекта вспенивания должно быть обеспечено некоторое расстояние между поверхностью воды и верхним концом лопастного элемента, и для уменьшения минимального объема пены общая высота h должна быть минимизирована. С другой стороны высота ha поверхности 212 лопасти должна быть обеспечена для обеспечения усилия перемешивания, и конструкция, подобная вышеописанной, является предпочтительной для достижения обоих данных результатов. В соответствии с конструкцией по данному варианту выполнения характеристики вспенивания и перемешивания для минимального объема, составляющего 150 см, были подтверждены для смесительного резервуара, имеющего внутренний диаметр φ, составляющий 100 мм.
(Модификация: смесительный лопастной элемент 2D’)
Фиг.25 показывает смесительный лопастной элемент 2D’ в качестве модификации смесительного лопастного элемента 2D по варианту 12 выполнения. Данный смесительный лопастной элемент 2D’ выполнен без верхнего вспомогательного кольца 223 в отличие от смесительного лопастного элемента 2D. Поскольку в данном случае верхний конец лопастной части 220 может быть поврежден при ударе во время вращения или очистки, материал, обладающий некоторой прочностью, такой как смола или металл, желательно используется для лопастной части 220. В альтернативном варианте может быть использован гибкий материал, такой как щетка с заделанными волосками. Когда гибкий материал используется для лопастной части 220, удар ослабляется, и отсутствует возможность повреждения.
В данном варианте выполнения, по меньшей мере, лопастная часть 220 служит в качестве первой перемешивающей части, и поверхность 212 лопасти служит в качестве второй перемешивающей части, что также имеет место в нижеописанных вариантах выполнения.
(Вариант 13 выполнения: смесительный лопастной элемент 2Е)
Форма смесительного лопастного элемента 2Е в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.26-28. Фиг.26 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2Е, Фиг.27 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2Е, и Фиг.28 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2Е. Описание, общее с вариантом 12 выполнения, не приводится, и использованы такие же позиции. N на Фиг.27 и 28 обозначает осевую линию.
Как показано на Фиг.26-28, смесительный лопастной элемент 2Е содержит расположенный в центре, цилиндрический сердечник 250, в который вставляется стержень для вращения. Цилиндрический сердечник 250 образует вращающуюся часть, имеющую центральную ось (С) вращения. Две первые лопасти 210, обеспеченные в местах, противоположных по отношению друг к другу под углом 180 градусов, и две вторые лопасти 211, которые обеспечены в местах, противоположных по отношению друг к другу под углом 180 градусов, и каждая из которых расположена в месте, соответствующем повороту на 90 градусов от первой лопасти 210, проходят в радиальном направлении от наружной окружной периферийной поверхности цилиндрического сердечника 250.
Удерживающая часть 222а обеспечена на наружной периферийной верхней части двух первых лопастей 210. Удерживающая часть 222а имеет форму, не создающую сопротивления в направлении вращения (направлении, показанном стрелкой А на чертежах). Удерживающая часть 222а служит опорой для части тороидальной спирали 220а, расположенной со стороны верхней поверхности (первой поверхности) первой лопасти 210 и второй лопасти 211, и обеспечивает фиксацию первой лопасти 210. Тороидальная спираль 220а расположена так, что она окружает центральную ось (С) вращения и имеет вращательную симметрию относительно центра вращения указанной оси (С) вращения, и имеет такую же функцию, как лопастная часть 220 по варианту 12 выполнения, описанном выше.
Тороидальная спираль 220а желательно образована путем соединения противоположных концов пружинного элемента, полученного путем обработки проволоки. Между соседними витками тороидальной спирали 220а желательно имеется зазор. Например, нержавеющая сталь желательна в качестве материала для проволоки.
Таким образом, за счет размещения тороидальной спирали 220а, функционирующей так же, как лопастная часть 220, в верхней части смесительного лопастного элемента, и размещения первой лопасти 210 и второй лопасти 211 в нижней части смесительного лопастного элемента могут быть достигнуты как эффект вспенивания за счет втягивания воздуха от поверхности воды, так и эффект перемешивания посредством поверхностей 212 лопастей, представляющих собой первую лопасть 210 и вторую лопасть 211.
(Вариант 14 выполнения: смесительный лопастной элемент 2F)
Форма смесительного лопастного элемента 2F в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.29-31. Фиг.29 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2F, Фиг.30 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2F, и Фиг.31 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2F. Описание, общее с вариантом 12 выполнения, не приводится, и использованы такие же позиции. N на Фиг.30 и 31 обозначает осевую линию.
Как показано на Фиг.29-31, смесительный лопастной элемент 2F содержит расположенный в центре, цилиндрический сердечник 250, в который вставляется стержень для вращения. Цилиндрический сердечник 250 образует вращающуюся часть, имеющую центральную ось (С) вращения. Две первые лопасти 210, обеспеченные в местах, противоположных по отношению друг к другу под углом 180 градусов, и две вторые лопасти 211, которые обеспечены в местах, противоположных по отношению друг к другу под углом 180 градусов, и каждая из которых расположена в месте, соответствующем повороту на 90 градусов от первой лопасти 210, проходят в радиальном направлении от наружной окружной периферийной поверхности цилиндрического сердечника 250.
Нижнее вспомогательное кольцо 222b обеспечено на наружной периферийной поверхности двух первых лопастей 210 и наружной периферийной поверхности двух вторых лопастей 211. Нижнее вспомогательное кольцо 222b имеет форму, не создающую сопротивления в направлении вращения (направлении, показанном стрелкой А на чертежах). Множество криволинейных лопастных частей 220b, проходящих по направлению к верхней поверхности (первой поверхности) первой лопасти 210 и второй лопасти 211 и расположенных так, что их концевые точки «сосредоточиваются» за счет кривизны на центральной оси (С) вращения, обеспечены на нижнем вспомогательном кольце 222b так, что они окружают центральную ось (С) вращения и имеют вращательную симметрию относительно центра вращения указанной оси вращения, и образуют форму, подобную куполу.
Таким образом, при образовании формы, подобной куполу, за счет использования множества лопастных частей 220b, помимо эффекта, обеспечиваемого по варианту 12 выполнения, отсутствуют выступающие лопастные части, и манипулирование облегчается.
(Вариант 15 выполнения: смесительный лопастной элемент 2G)
Форма смесительного лопастного элемента 2G в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.32-34. Фиг.32 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2G, Фиг.33 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2G, и Фиг.34 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2G. Описание, общее с вариантом 12 выполнения, не приводится, и использованы такие же позиции. N на Фиг.33 и 34 обозначает осевую линию.
Как показано на Фиг.32-34, смесительный лопастной элемент 2G содержит расположенный в центре, цилиндрический сердечник 250а, в который вставляется стержень для вращения. Цилиндрический сердечник 250а образует вращающуюся часть, имеющую центральную ось (С) вращения. Дискообразная выпуклая часть 210b обеспечена на наружной окружной периферийной поверхности цилиндрического сердечника 250а, и лопасть 210с, проходящая в радиальном направлении от наружной окружной периферийной поверхности выпуклой части 210b, выполнена всего в четырех местах, каждое из которых соответствует повороту на 90 градусов относительно соседнего места.
Постоянный магнит 240, описанный выше, заделан в выпуклую часть 210b, и вращение передается механизмом бесконтактного вращательного привода посредством магнитной силы.
Поверхность 212а лопасти, имеющая заданную толщину в направлении вниз (ко второй поверхности) и способствующая перемешиванию в направлении вращения (направлении, показанном стрелкой А на чертежах), образована на четырех лопастях 210с. Поверхность лопасти расположена с наклоном, так что задняя сторона поверхности 212а лопасти находится ниже в направлении вращения. Лопасти 210с обеспечены в четырех местах, и всего четыре промежутка 210h образованы между лопастями 210с.
Таким образом, за счет размещения поверхности лопасти с наклоном так, что задняя сторона поверхности 212а лопасти будет находиться ниже в направлении вращения лопасти 210с, может быть получен поток воды при перемешивании, который концентрируется в таком направлении, что он будет проходить в боковом направлении ниже смесительного лопастного элемента 2G и как будто очищая нижнюю поверхность смесительного резервуара 1. Следовательно, воздействие усилия перемешивания в зоне всей нижней поверхности смесительного резервуара 1 может быть улучшено.
(Вариант 16 выполнения: смесительный лопастной элемент 2H)
Форма смесительного лопастного элемента 2H в данном варианте выполнения будет описана далее со ссылкой на Фиг.35-37. Фиг.35 - вид в перспективе, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2H, Фиг.36 - вид в плане, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2H, и Фиг.37 - вид сбоку, показывающий форму смесительного лопастного элемента 2H. Описание, общее с вариантом 12 выполнения, не приводится, и использованы такие же позиции. N на Фиг.36 и 37 обозначает осевую линию.
Поверхность 212b лопасти, имеющая заданную толщину в направлении вниз (ко второй поверхности) и форму с V-образным углублением на стороне, противоположной по отношению к направлению вращения, и способствующая перемешиванию в направлении вращения (направлении, показанном стрелкой А на чертежах), образована на четырех лопастях 210d.
Таким образом, при выполнении на лопасти 210d поверхности 212b лопасти, имеющей форму с V-образным углублением на стороне, противоположной по отношению к направлению вращения, при перемешивании может быть создан поток воды, концентрирующийся сбоку от смесительного лопастного элемента 2H. Следовательно, может быть улучшено воздействие усилия перемешивания во всей зоне нижней поверхности смесительного резервуара 1.
Кроме того, в случае вращения в направлении, обратном по отношению к направлению А вращения, нагрузка, действующая на лопасть 210d со стороны потока воды, может быть снижена, и, таким образом, может быть выбрано усилие перемешивания.
(Вариант 17 выполнения: устройство 1 для приготовления напитков и размольный узел 300)
Размольный узел 300, включающий в себя смесительный лопастной элемент 2D, и устройство 1 для приготовления напитков, включающее в себя размольный узел 300, будут описаны ниже со ссылкой на Фиг.38-40. Фиг.38 представляет собой общий вид в перспективе устройства 1 для приготовления напитков, Фиг.39 - вид в сечении по XXXIX-XXXIX на Фиг.38, и Фиг.40 представляет собой общий вид в перспективе, показывающий схематический компонент устройства 1 для приготовления напитков.
Как показано на Фиг.38, в устройстве 1 для приготовления напитков чайные листья используются в качестве объекта, подлежащего размолу, и устройство 1 для приготовления напитков обеспечивает получение порошков из чайных листьев путем измельчения данных чайных листьев истиранием. Чай как напиток готовят путем использования данных порошков, полученных из чайных листьев. Устройство 1 для приготовления напитков содержит основной корпус 100 устройства, размольный узел 300, смесительный узел 500, резервуар 700 для воды, поддон 800 для порошка из чайных листьев и основание 900 для установки. Основание 900 для установки выполнено так, что оно выступает вперед с передней стороны в нижней части основного корпуса 100 устройства, и чашка (непоказанная) и поддон 800 для порошка из чайных листьев могут быть установлены на нем.
(Размольный узел 300)
Как показано на Фиг.40, размольный узел 300 в качестве терочного устройства прикреплен с возможностью съема к зоне 180 прикрепления модуля для размалывания, выполненной на стороне передней поверхности основного корпуса 100 устройства. Соединительный механизм 130 для передачи движущей силы для размалывания, обеспечен в зоне 180 прикрепления модуля для размалывания так, что данный механизм выступает вперед, и размольный узел 300 прикреплен с возможностью съема к данному соединительному механизму 130, предназначенному для передачи движущей силы для размалывания. Размольный узел 300 воспринимает движущую силу для размалывания чайных листьев, представляющих собой объект, подлежащий размолу, за счет присоединения данного модуля к соединительному механизму 130, предназначенному для передачи движущей силы для размалывания.
Чайные листья, введенные из верхней части модуля 300 для размалывания в размольный узел 300, мелко измельчаются в модуле 300 для размалывания и падают, и собираются в виде порошков из чайных листьев на поддоне 800 для порошка из чайных листьев, установленном под модулем 300 для размалывания. Детализированная конструкция модуля 300 для размалывания будет описана позднее со ссылкой на Фиг.45-47.
(Смесительный узел 500)
Как показано на Фиг.39 и 40, смесительный узел 500 прикреплен с возможностью съема к зоне 190 прикрепления смесительного узла, выполненной на стороне передней поверхности основного корпуса 100 устройства. Бесконтактный стол 140А электродвигателя для перемешивания обеспечен в зоне 190 прикрепления смесительного узла и обеспечивает приведение во вращение смесительного лопастного элемента 2D, обеспеченного в смесительном модуле 500, посредством магнитной силы.
Насадок 170 для подачи горячей воды обеспечен над зоной 190 прикрепления модуля для размалывания, выполненной в основном корпусе 100 устройства. В основном корпусе 100 устройства температура воды в резервуаре 700 для воды повышается до заданной температуры, и горячая вода подается из насадка 170 для подачи горячей воды в смесительный резервуар 510. Горячая вода, подготовленная в основном корпусе 100 устройства, и порошки из чайных листьев, полученные посредством модуля 300 для размалывания, вводятся в смесительный резервуар 510, и горячая вода и порошкообразные чайные листья/порошки из чайных листьев перемешиваются посредством смесительного лопастного элемента 550 в смесительном резервуаре 510. Таким образом, в смесительном резервуаре 510 приготавливается чай.
Японский чай, приготовленный в смесительном модуле 500, может быть налит в чашку (непоказанную), размещенную на основании 900 для установки, посредством приведения в действие рычага 542 управления механизмом 540 открытия и закрытия выпускного отверстия, обеспеченным ниже смесительного узла. Детализированная конструкция модуля 300 для размалывания будет описана позднее со ссылкой на Фиг.45-47.
(Последовательность приготовления японского чая (питьевой воды))
Последовательность приготовления японского чая (питьевой воды)) с использованием устройства 1 для приготовления напитков будет описана далее со ссылкой на Фиг.41-43. Фиг.41-43 показывают соответственно первую – третью последовательности приготовления, показывающие выпуск японского чая с использованием устройства 1 для приготовления напитков. Заданное количество листьев японского чая вводят в размольный узел 300, и заданное количество воды удерживается в резервуаре 700 для воды.
(Первая последовательность приготовления)
Первая последовательность приготовления будет описана со ссылкой на Фиг.41. Данная первая последовательность приготовления представляет собой последовательность, в которой измельчение чайных листьев истиранием в модуле 300 для размалывания и подача горячей воды из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500 выполняются одновременно.
В устройстве 1 для приготовления напитков измельчение чайных листьев посредством модуля 300 для размалывания на этапе 11 и подача горячей воды из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500 на этапе 13 начинаются одновременно. Затем измельчение чайных листьев посредством модуля 300 для размалывания заканчивается на этапе 12, и подача горячей воды из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500 заканчивается на этапе 14.
На этапе 15 порошки из чайных листьев, полученные на этапе 12, вводятся в смесительный узел 500 пользователем.
Затем на этапе 16 начинается перемешивание порошков из чайных листьев и горячей воды в смесительном модуле 500. На этапе 17 перемешивание порошкообразных чайных листьев и горячей воды в смесительном модуле 500 заканчивается. На этапе 18 чай выпускается в чашку, установленную на основании 900 для установки, когда пользователь приводит в действие рычаг 542 управления механизмом 540 открытия и закрытия выпускного отверстия, обеспеченным ниже смесительного узла 500.
(Вторая последовательность приготовления)
Вторая последовательность приготовления будет описана со ссылкой на Фиг.42. Данная вторая последовательность приготовления представляет собой последовательность, в которой горячая вода подается из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500 после измельчения чайных листьев истиранием в модуле 300 для размалывания.
В устройстве 1 для приготовления напитков на этапе 21 начинается измельчение чайных листьев посредством модуля 300 для размалывания. На этапе 22 заканчивается измельчение чайных листьев посредством модуля 300 для размалывания. На этапе 23 порошкообразные чайные листья, полученные на этапе 22, вводятся в смесительный узел 500 пользователем.
На этапе 24 начинается подача горячей воды из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500. На этапе 25 заканчивается подача горячей воды из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500.
После этого на этапе 26 начинается перемешивание порошкообразных чайных листьев и горячей воды в смесительном модуле 500. На этапе 27 перемешивание порошкообразных чайных листьев и горячей воды в смесительном модуле 500 заканчивается. На этапе 28 чай выпускается в чашку, установленную на основании 900 для установки, когда пользователь приводит в действие рычаг 542 управления механизмом 540 открытия и закрытия выпускного отверстия, обеспеченным ниже смесительного узла 500.
(Третья последовательность приготовления)
Третья последовательность приготовления будет описана со ссылкой на Фиг.43. Данная третья последовательность приготовления включает этап охлаждения горячей воды посредством перемешивания в смесительном модуле 500.
В устройстве 1 для приготовления напитков на этапе 33 одновременно начинаются измельчение чайных листьев посредством модуля 300 для размалывания и подача горячей воды из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500. На этапе 34 заканчивается подача горячей воды из основного корпуса 100 устройства в смесительный узел 500.
После этого на этапе 32 заканчивается измельчение чайных листьев посредством модуля 300 для размалывания, и на этапе 35 охлаждение посредством перемешивания поданной горячей воды начинается в смесительном модуле 500. На этапе 36 заканчивается охлаждение посредством перемешивания поданной горячей воды в смесительном модуле 500. При охлаждении посредством перемешивания поданной горячей воды смесительный лопастной элемент 2D приводится во вращение в заданном направлении, так что поданная горячая вода взбалтывается. Таким образом, горячая вода входит в контакт с воздухом (наружный воздух втягивается от поверхности воды), и температура горячей воды снижается до заданной температуры. Заданная температура означает, например, оптимальную температуру для экстрагирования компонентов в заданной степени в случае порошков из чайных листьев.
Несмотря на то, что горячая вода охлаждается посредством вращения смесительного лопастного элемента 2D на этапах 35 и 36, обеспечено, что охлаждение не ограничено данным способом. Например, охлаждающая часть 195 может быть обеспечена отдельно в устройстве 1 для приготовления напитков для охлаждения смесительного резервуара 510. Охлаждающая часть 195 желательно выполняет охлаждение, например, путем направления воздуха посредством вентилятора или за счет водяного охлаждения.
После подачи горячей воды в смесительный резервуар 510 введен этап охлаждения (излучения тепла) до тех пор, пока не будет установлена заданная температура, и после этого вводятся порошки Т2. Таким образом, содержащийся компонент может быть экстрагирован в горячую воду в заданной степени.
На этапе 37 порошки из чайных листьев, полученные на этапе 32, вводятся в смесительный узел 500 пользователем.
После этого на этапе 38 начинается перемешивание порошкообразных чайных листьев и горячей воды в смесительном модуле 500. На этапе 39 перемешивание порошкообразных чайных листьев и горячей воды в смесительном модуле 500 заканчивается. На этапе 40 чай выпускается в чашку, установленную на основании 900 для установки, когда пользователь приводит в действие рычаг 542 управления механизмом 540 открытия и закрытия выпускного отверстия, обеспеченным ниже смесительного узла 500.
(Внутренняя конструкция основного корпуса 100 устройства)
Внутренняя конструкция устройства 1 для приготовления напитков будет описана далее со ссылкой на Фиг.44. Фиг.44 - вид в перспективе, показывающий только внутреннюю конструкцию устройства 1 для приготовления напитков. В основном корпусе 100 устройства, представляющего собой устройство 1 для приготовления напитков, блок 110 управления, включающий в себя печатную плату, на которой смонтированы электронные компоненты, расположен на стороне передней поверхности резервуара 700 для воды. На основе ввода запускающего сигнала пользователем последовательность приготовления чая выполняется блоком 110 управления.
Узел 120 с электродвигателем для размалывания для передачи движущей силы модулю 300 для размалывания, расположен в месте, находящемся ниже блока 110 управления. Соединительный механизм 130 для передачи движущей силы для размалывания, выполненный так, что он выступает вперед для передачи движущей силы, создаваемой узлом 120 с электродвигателем для размалывания, модулю 300 для размалывания, обеспечен в месте, находящемся ниже узла 120 с электродвигателем для размалывания.
К нижней поверхности резервуара 700 для воды присоединен один конец трубы 150 для подачи горячей воды, проходящей сначала вниз от нижней поверхности и затем проходящей вверх с U-образной формой. Насадок 170 для подачи горячей воды для налива горячей воды в смесительный резервуар 510 в смесительном модуле 500, присоединен к верхней концевой части трубы 150 для подачи горячей воды. U-образный нагреватель 160 для нагрева воды, которая проходит по трубе 150 для подачи горячей воды, прикреплен к промежуточной зоне трубы 150 для подачи горячей воды.
(Конструкция модуля 300 для размалывания)
Конструкция модуля 300 для размалывания в качестве устройства для размалывания будет описана далее со ссылкой на Фиг.45-47. Фиг.45 - вид в перспективе модуля 300 для размалывания, Фиг.46 представляет собой выполненный с пространственным разделением элементов вид в перспективе модуля 300 для размалывания, и Фиг.47 представляет собой вертикальное сечение модуля 300 для размалывания.
Размольный узел 300 имеет корпус 310 для размалывания, имеющий в целом цилиндрическую форму, и окно 310w для присоединения, в которое вставляется соединительный механизм 130 для передачи движущей силы для размалывания, выполнено в боковой поверхности внизу. В самой нижней концевой части корпуса 310 для размалывания образован выходной элемент 310а, из которого выпускаются (падают) порошки из чайных листьев, измельченных посредством модуля 300 для размалывания.
Скребок 340 для порошка, нижний жернов 350 и верхний жернов 360 обеспечены в такой последовательности снизу во внутренней части корпуса 310 для размалывания. Вал 345 для размалывания, проходящий вниз, обеспечен на нижней поверхности скребка 340 для размалывания и присоединен к соединительному механизму 130, предназначенному для передачи движущей силы для размалывания, чтобы тем самым приводить нижний жернов 350 во вращение.
Сердечник 355, проходящий вверх вдоль центральной оси вращения, обеспечен в центральной части нижнего жернова 350. Верхний жернов 360 удерживается посредством элемента 370 для удерживания нижнего жернова, и пружина 380 и элемент 390 для удерживания пружины, прижимающие верхний жернов 360 вниз, размещены в элементе 370 для удерживания верхнего жернова. Сердечник 355, обеспеченный в нижнем жернове 350, выступает вверх так, что он проходит через верхний жернов 360.
(Конструкция смесительного узла 500)
Конструкция смесительного узла 500 будет описана далее со ссылкой на Фиг.48-51. Фиг.48 - вид в перспективе смесительного узла 500, Фиг.49 представляет собой вертикальное сечение смесительного узла 500, Фиг.50 - вид в плане смесительного узла 500, и Фиг.51 представляет собой схематическое сечение, показывающее состояние перемешивания посредством смесительного узла.
Смесительный узел 500 содержит резервуар 510 перемешивания. Смесительный резервуар 510 содержит наружный удерживающий элемент 511, выполненный из смолы, и теплоизолированный резервуар 512, удерживаемый посредством данного наружного удерживающего элемента 511. Ручка 520, отформованная из смолы как одно целое, обеспечена на наружном удерживающем элементе 511. Поверх верхнего отверстия смесительного резервуара 510 обеспечен закрывающий элемент 530 смесительного узла, обеспечивающий открытие и закрытие отверстия. Закрывающий элемент 530 смесительного узла выполнен с отверстием 531 для ввода порошка, через которое вводятся порошки из чайных листьев, измельченные истиранием посредством модуля 300 для размалывания, и с отверстием 532 для подачи горячей воды, образованным в основном корпусе 100 устройства, через которое горячая вода наливается из насадка 170 для подачи горячей воды.
Смесительный лопастной элемент 2D установлен на нижней части смесительного резервуара 510. Стержень 560 для вращения, проходящий вверх, обеспечен на нижней части смесительного резервуара 510, и цилиндрический сердечник 250 в качестве несущей части для смесительного лопастного элемента 2D вставлен в данный стержень 560 для вращения.
Магнит 250 заделан в смесительный лопастной элемент 2D. На бесконтактном столе 140А электродвигателя для перемешивания магнит 240 (магнит на стороне лопастного элемента), заделанный в смесительный лопастной элемент 550, и магнит 142 (магнит на стороне приводного механизма), обеспеченный в поворотной платформе 141 на стороне узла 140 с электродвигателем для перемешивания, имеют магнитную связь в бесконтактном состоянии, так что вращающая движущая сила, создаваемая узлом 140 с электродвигателем для перемешивания, передается смесительному лопастному элементу 550. Магнит 240 и магнит 142 образуют механизм бесконтактного вращательного привода.
Для повышения удерживающей способности, обусловленной магнитной силой во время приведения во вращение, магнит 240 (магнит на стороне лопастного элемента) и магнит 142 (магнит на стороне приводного механизма) желательно обеспечены в двух местах, при этом центр вращения находится между данными двумя местами.
Выпускное отверстие 541, предназначенное для выпуска перемешанного чая, выполнено в нижней части смесительного резервуара 510. Механизм 540 открытия и закрытия выпускного отверстия обеспечен рядом с выпускным отверстием 541. Механизм 540 открытия и закрытия выпускного отверстия содержит насадок 543 для открытия и закрытия, вставленный в выпускное отверстие 541 с возможностью открытия и закрытия выпускного отверстия 541, и рычаг 542 управления, обеспечивающий управление положением насадка 543 для открытия и закрытия. Насадок 543 для открытия и закрытия поджат для закрытия выпускного отверстия 541 поджимающим элементом (непоказанным), таким как пружина, в обычном состоянии. Когда пользователь перемещает рычаг 542 управления, преодолевая поджимающее усилие, насадок 543 для открытия и закрытия перемещается для открытия выпускного отверстия 541, и, таким образом чай, находящийся в смесительном резервуаре 510, выливается в чашку (непоказанную), установленную на основании 900 для установки.
Перемешивание в смесительном резервуаре 510 посредством смесительного лопастного элемента 2D, описанного выше, будет описано со ссылкой на Фиг.50 и 51. Как показано на Фиг.50, смесительный лопастной элемент 2D опирается с возможностью вращения на стержень 560 для вращения и вращается в основном направлении А вращения во время перемешивания. В смесительном резервуаре 510 выполнено выпускное отверстие 541, и нижняя поверхность смесительного резервуара 510 наклонена по направлению к выпускному отверстию 541. Порошкообразные чайные листья, представляющие собой объект, подлежащий перемешиванию, вводятся из отверстия 531 для ввода порошка, выполненного в закрывающем элементе 530 смесительного узла, в место DP, в котором поток воды во время перемешивания является быстрым.
Как показано на Фиг.51, после ввода порошкообразных чайных листьев Т2 во время перемешивания в смесительный резервуар 510 жидкость, такая как горячая вода, наливается в смесительный резервуар 510. Зона, расположенная непосредственно под смесительным лопастным элементом 2D, выполнена с углублением, имеющим глубину g2, на нижней поверхности ТА смесительного резервуара 510, на которую опускаются порошкообразные чайные листья Т2. Зона ТА1, расположенная непосредственно под смесительным лопастным элементом 220, на внутренней нижней поверхности ТА смесительного резервуара 510 заглублена ниже окружающей зоны. Между нижним концом смесительного лопастного элемента 2D и нижней поверхностью смесительного резервуара 510, расположенной непосредственно под смесительным лопастным элементом, образован зазор g1 для избежания трения между смесительным лопастным элементом 2D и данной нижней поверхностью.
Смесительный лопастной элемент 2D, включающий в себя постоянный магнит 240 и опирающийся на стержень 560 для вращения, вращается в результате действия магнитной силы посредством поворотной платформы 141, которая удерживает постоянный магнит 142 и приводится во вращение посредством узла 140 с электродвигателем для перемешивания. Вращающийся смесительный лопастной элемент 2D образует сильный поток W воды в особенности вблизи поверхности 212 лопасти.
В частности, когда размер частиц порошкообразных чайных листьев Т2 мал, куча из порошкообразных чайных листьев Т2 является стабильной даже в жидкости, и вероятность ее сдвигания уменьшается, поскольку поверхность является затвердевшей, как у комка, подобно глине. Следовательно, для такого перемешивания, чтобы комок не оставался на нижней поверхности смесительного резервуара 510, сильный поток воды должен ударять вблизи нижней поверхности ТА, на которой куча порошкообразных чайных листьев находится в состоянии покоя, чтобы тем самым вызвать сдвигание кучи порошкообразных чайных листьев Т2.
Поскольку необходимо обеспечить зазор g1 непосредственно под смесительным лопастным элементом 2D для избежания трения между смесительным лопастным элементом 2D и нижней поверхностью ТА, углубление, имеющее глубину g2, образовано непосредственно под смесительным лопастным элементом 2D. Таким образом, высота поверхности 212 лопасти, где создается самый сильный поток воды, задана в зоне нижнего конца кучи порошкообразных чайных листьев Т2.
Для получения большего эффекта нижний конец смесительного лопастного элемента 2D желательно находится ниже нижней поверхности ТА, на которую опираются порошкообразные чайные листья, то есть удовлетворяется условие g2 > g1. А именно, самый нижний конец смесительного лопастного элемента 220 расположен ниже нижней поверхности, отличной от зоны ТА1, расположенной непосредственно под смесительным лопастным элементом 220, на внутренней нижней поверхности ТА смесительного резервуара 510. Нижняя поверхность ТА определяется как самое высокое место на поверхности, на котором осаждаются порошкообразные чайные листья Т2, с учетом того, что нижняя поверхность является наклонной.
Следует понимать, что варианты выполнения, раскрытые в данном документе, являются иллюстративными и не являются ограничивающими ни в каком отношении. Объем настоящего изобретения определяется на основе формулы изобретения, а не на основе вышеприведенного описания, и обеспечено, что он содержит любые модификации в пределах объема и значения, эквивалентных признакам, указанным в формуле изобретения.
СПИСОК ПОЗИЦИЙ
;
1 смесительный резервуар; 1а вал вращения; 26 вал вращения; 1b конический выступ; 1с коническое углубление; 1g канавка; 1r полукруглая стенка; 1y прямолинейная стенка; 2, 2А, 2В, 2С, 2D, 2Е, 2F, 2G, 2Н смесительный лопастной элемент; 3 вращательный приводной механизм; 4, 5 постоянный магнит; 7 место; 8 спрямляющая стенка; 8а участок для входа текучей среды; 8b участок для выхода текучей среды; 10 вращательный приводной узел; 11 размольный узел; 12 узел хранения; 13 подающее отверстие; 14 привод перемешивания; 15, 16 электромагнитный клапан; 17 резервуар; 18 нагреватель; 19 чашка; 21 вращающаяся часть; 21 дискообразная часть; 21а первая поверхность; 21b вторая поверхность; 22, 22А, 22В лопастная часть; 23 прорезь; 24 вспомогательная лопастная часть; 25 цилиндрический сердечник; 25b наклонная, образующая углубление, нижняя часть; 25с наклонная выступающая нижняя часть; 25р выступ; 27 противовес; 81 криволинейная спрямляющая стенка; 82 прямолинейная спрямляющая стенка; 100 основной корпус устройства; 110 блок управления;120 узел с электродвигателем для размалывания; 130 соединительный механизм для размалывания; 140 узел с электродвигателем для перемешивания; 140А бесконтактный стол электродвигателя для перемешивания; 150 труба для подачи горячей воды; 160 нагреватель; 170 насадок для подачи горячей воды; 180 зона прикрепления модуля для размалывания; 190 зона прикрепления смесительного узла; 300 модуль для размалывания; 310 корпус для размалывания; 310а выходной элемент; 310w окно для присоединения; 313 загрузочная воронка; 313а отверстие; 315 предохранительное ребро; 315r наклонный элемент; 320 крышка модуля для размалывания; 330 закрывающий элемента для объекта, подлежащего размолу; 340 скребок для порошка; 345 вал для размалывания; 345р палец вращательного привода; 350 нижний жернов; 350а, 360а размалывающая поверхность; 350b канавка для измельчения истиранием; 350d, 362 глухое отверстие; 350с центральное отверстие; 350z зенкованное отверстие; 355 сердечник; 355а спиральная лопасть; 355b гвоздевой элемент; 355с v-образная часть; 355d упрочняющее ребро; 355е отведенная зона наружной окружной периферийной поверхности; 360 верхний жернов; 360b канавка для измельчения истиранием; 360b1 срезающая канавка; 360b2 подающая канавка; 360с впускная канавка; 361 отверстие; 361а внутренняя окружная периферийная поверхность; 362 глухое отверстие; 370 элемент для удерживания верхнего жернова; 380 пружина; 390 элемент для удерживания пружины; 390р палец для стопорения вращения; 500 смесительный узел; 510 смесительный резервуар; 520 ручка; 530 закрывающий элемент смесительного узла; 531 отверстие для ввода порошка; 532 отверстие для ввода горячей воды; 540 механизм открытия и закрытия выпускного отверстия; 541 выпускное отверстие; 542 рычаг управления; 543 насадок для открытия и закрытия; 544 нижнее отверстие резервуара; 550смесительный лопастной элемент 551 несущая часть; 560 стержень для вращения; 700 резервуар для воды; 710 основной корпус резервуара; 720 крышка резервуара; 800 поддон для порошка из чайных листьев; 900 основание для установки; 1000 размольная машина, 1500 смесительное устройство; 2000, 2000А устройство для приготовления напитков; С центральная ось вращения; L осевая линия; S поверхность жидкости; Т1 объект, подлежащий размолу; и Т2 порошки.