ES2330161T3 - Dispositivo para calentar liquidos por medio de vapor. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para calentar un líquido por medio de vapor, comprendiendo el dispositivo un cuerpo (1) que define una cavidad de convergencia interna (2) dentro de la cual desembocan unos conductos (7, 7a, 13, 14, 9, 9a) para admitir un flujo de líquido que va a ser calentado, para admitir un flujo de vapor, y para aspirar un flujo de líquido calentado, respectivamente, siendo la dirección del flujo del líquido calentado aspirado desde la cavidad de convergencia (2) paralela a la dirección del flujo del líquido que va a ser calentado admitido en esa cavidad (2), comprendiendo así mismo el dispositivo unos medios para provocar que el vapor fluya por dentro de la cavidad (2) en una dirección dispuesta transversalmente con respecto a las direcciones de los flujos del líquido que va a ser calentado y del líquido calentado, caracterizado porque el conducto (7) para admitir un flujo del líquido que va a ser calentado en la cavidad de convergencia comprende una porción axial (10) la cual se extiende por dentro de la cavidad (2) intersectando el eje geométrico del flujo de vapor que es admitido en esa cavidad (2).

Description

Dispositivo para calentar líquidos por medio de vapor.

La presente invención se refiere a un dispositivo para calentar un líquido por medio de vapor, comprendiendo el dispositivo de un cuerpo provisto de una cavidad interna dentro de la cual desembocan unos conductos para admitir un flujo de líquido que va a ser calentado, para admitir un flujo de vapor, y para aspirar un flujo de líquido calentado, respectivamente.

El líquido que va a ser calentado, es, en particular pero no exclusivamente, un líquido para preparar una bebida caliente y, además de agua puede, por consiguiente, ser leche o un licor aromatizado para elaborar ponche.

La invención se refiere así mismo a un procedimiento para calentar un líquido del tipo indicado con anterioridad con el uso de vapor como medio de calentamiento.

En particular, tanto el dispositivo de calentamiento como el procedimiento de calentamiento de la presente invención están, de modo preferente pero no exclusivo, destinados a su uso en máquinas de café exprés, o en máquinas de dispensación automática de bebidas.

Es sabido que las máquinas del tipo anteriormente indicado tienen un alto grado de automatismo de todas sus funciones, con el resultado de que cada vez es más necesario poder disponer de los líquidos de preparación de las bebidas, generalmente el agua o la leche, rápidamente a temperaturas y caudales diferentes, de acuerdo con las características de los procedimientos de preparación de cada bebida.

Se ha encontrado que son eficaces para este fin los procedimientos para calentar el líquido de elaboración de las bebidas mediante la condensación de vapor, de acuerdo con lo descrito, por ejemplo, en la Solicitud de Patente de Solicitante europeo EP 05425738.2.

Sin embargo, estos procedimientos son puestos en prácticas mediante dispositivos en los cuales el líquido de elaboración de la bebida y el vapor se mezclan mediante la convergencia de los conductos que definen, en su intersección, una cavidad en la cual el líquido de elaboración de la bebida es calentado; una vez calentado, el líquido es aspirado del dispositivo a través de un conducto de salida apropiado dirigido hacia una cámara de elaboración de la bebida.

Se ha encontrado en la práctica que, si el líquido de elaboración de la bebida es calentado simplemente haciendo que converja con el vapor dentro de un conector en T en el cual el líquido que va a ser calentado es suministrado transversalmente con respecto al flujo de vapor, dado que el flujo de vapor está alineado con el flujo de salida calentado, las temperaturas alcanzadas en el líquido calentado no son proporcionales a la cantidad de vapor suministrada al conector.

Este inconveniente surge en particular cuando, con el fin de elaborar una bebida predeterminada, por ejemplo, chocolate, el caudal de flujo del agua suministrada al conector es menor que el caudal máximo permitido por el conducto.

Dado que dicho caudal reducido no llena completamente los conductos de suministro y de salida, parte del vapor pasa más allá de la cavidad de convergencia sin condensarse en el agua que pasa a su través.

Incluso si el vapor y el líquido de elaboración de la bebida se hacen converger por un dispositivo en el cual el flujo del líquido que va a ser calentado es suministrado a la cavidad de convergencia en una dirección sustancialmente paralela a la dirección del flujo de vapor con el dispositivo funcionando como si fuera un eyector, se tropieza con inconvenientes que determinan que el uso de dicho dispositivo no sea aconsejable.

De hecho, aunque el rendimiento en relación con altas temperaturas es más proporcional que el conseguido con un dispositivo que utiliza un conector en T, para bebidas que requieren caudales concretos del líquido de elaboración de la bebida para una preparación óptima, se producen inestabilidades del flujo con explosiones de vapor hacia el conducto de salida, especialmente en disposiciones horizontales de dirección de flujo del vapor; el problema es incluso peor si el conducto de salida del flujo destinado al líquido calentado está más alto que el extremo de entrada del conducto destinado al liquido que va a ser calentado.

Estos fenómenos surgen porque el líquido de elaboración de las bebidas que van a ser calentadas tiene una masa menor que el vapor. De hecho, estos fenómenos afectan de manera negativa a las características del líquido calentado y, en consecuencia, a las características organolépticas de la bebida producida. Cuando el flujo de líquido que va a ser calentado queda dispuesto transversalmente con respecto al flujo de vapor, ello provoca que el vapor se condense e inunde completamente la cavidad de convergencia, y fluya hacia atrás por dentro del conducto de admisión de vapor. En un determinado momento, cuando el calor producido por la condensación del vapor calienta el líquido hasta el punto de ebullición, ello produce un impulso explosivo en la dirección opuesta hacia el extremo de salida del conducto del líquido calentado y de ahí hacia la cámara de elaboración de la bebida, con los evidentes efectos
negativos.

Con el fin de reducir los inconvenientes mencionados con anterioridad, es conocido el sistema de hacer que el vapor simplemente fluya transversalmente con respecto al flujo del líquido que va a ser calentado.

Un ejemplo de esta solución conocida se divulga en el documento DE-A-3838235.

Sin embargo, de acuerdo con esta técnica anterior, el flujo de vapor incide directamente sobre la corriente del líquido que va a ser calentado provocando turbulencia en el flujo y una distribución no uniforme del calor existente dentro de la corriente del líquido.

El objetivo de la presente invención es, por consiguiente, proporcionar un dispositivo para calentar un líquido de elaboración de bebidas a la temperatura apropiada y con el caudal apropiado para cada tipo de bebida.

Este objetivo se consigue mediante un dispositivo de acuerdo con la Reivindicación adjunta 1.

A continuación se describirá la invención con mayor detalle con referencia a una de sus formas de realización la cual se ofrece a modo de ejemplo no limitativo y se ilustra en el dibujo adjunto, en el cual:

La Figura 1 es una sección longitudinal a través de un dispositivo para calentar un líquido de elaboración de bebidas de acuerdo con la invención.

Con referencia al dibujo, el dispositivo de calentamiento de acuerdo con la presente invención comprende un cuerpo 1 dentro del cual está conformada una cavidad 2; la cavidad 2 está cerrada axialmente por un cuerpo de pistón 3 provisto de unas apropiadas juntas de estanqueidad toroidales 4. El cuerpo 3 es mantenido en posición dentro de la cavidad 2, por ejemplo, por medio de una abrazadera resiliente 5 que encaja dentro de un surco 6 conformado dentro del cuerpo 1 y en un correspondiente surco 6a conformado dentro del cuerpo de pistón 3.

El cuerpo de pistón 3 tiene un conducto axial, indicado genéricamente con la referencia numeral 7, el cual, de acuerdo con la invención, está destinado a suministrar un líquido de elaboración de bebidas al interior de la cavidad 2 con el fin de que el líquido sea calentado.

El cuerpo 1 tiene un conector 8 provisto de un conducto axial 9 el cual está conectado a la cavidad 2 por medio de una porción 9a cuya sección transversal interna es más pequeña que la del conducto 9. En la forma de realización mostrada, el eje geométrico longitudinal del conducto 9 es concéntrico con el eje geométrico longitudinal del conducto 7, pero en una forma de realización alternativa, puede estar dispuesto en una posición paralela a aquél.

Este conducto está destinado a provocar que el líquido de elaboración de bebidas emerja desde la cavidad 2 debidamente calentado, como se pondrá de manifiesto mediante la descripción subsecuente.

El cuerpo de pistón 3 tiene una extensión en forma de boquilla 10 la cual se extiende hasta el interior de la cavidad 2 a lo largo de un eje geométrico concéntricamente coaxial con el eje geométrico del conducto 9 y en una posición separada de la pared cilíndrica 11 de la cavidad 2 para dejar un espacio anular libre.

Una porción 7a del conducto 7 está constituida dentro de la extensión 10 del cuerpo 3 y, de acuerdo con la invención, tiene una sección transversal interna más pequeña que la sección transversal interna del resto del conducto 7.

Un conector, indicado con la referencia numeral 12, está también conectado al cuerpo 1 del dispositivo y tiene un conducto axial interno que desemboca en la cavidad 2 a través de una abertura 13a. Este conducto 13 está destinado a suministrar a la cavidad 2 el vapor para calentar el líquido de elaboración de bebidas el cual es suministrado a través del conducto 7. La posición del conector 12 con respecto al cuerpo 1 es tal que la dirección del flujo de vapor es transversal y, de modo preferente, perpendicular a la dirección del flujo del líquido que va a ser calentado procedente del conducto 7. De acuerdo con la forma de realización mostrada en la Figura 1, el vapor fluye por el interior de la zona anular de la cavidad 2 que está conformada alrededor de la extensión en forma de boquilla 10 del cuerpo de pistón 3.

De acuerdo con una forma de realización que no pertenece a la invención, la dirección del flujo de vapor puede así mismo resultar inclinada con respecto al eje geométrico longitudinal del flujo de líquido que va a ser calentado, fluyendo de esta manera hasta el interior de la cavidad 2 corriente abajo del extremo de salida 7b de la porción 7a.

Con el dispositivo de acuerdo con la invención, todos los grados deseados de calentamiento para un líquido de elaboración de bebidas, como por ejemplo agua, leche o un licor aromatizado para ponche, pueden conseguirse de una manera estable, incluso hasta sus puntos de ebullición, y con el caudal requerido por la particular naturaleza de la bebida caliente que va a ser preparada, como por ejemplo chocolate.

El líquido de elaboración de bebidas que va a ser calentado es forzado a fluir por el interior de la cavidad 2 a través del conducto 7 mientras que el vapor, el cual está, de modo preferente, supercalentado, es forzado a fluir por el interior de la cavidad 2 a través del conducto 13. El líquido de elaboración de bebidas es a continuación aspirado desde la cavidad de convergencia 2 a través del conducto 9 el cual lo conduce, de forma convencional, hacia el dispositivo para mezclar el líquido con el polvo o extracto de la bebida concreta que va a ser preparada.

En el dispositivo de la invención, el líquido frío es inyectado dentro de la cavidad 2 a través de la porción 7a del conducto 7 con una energía cinética considerablemente mayor que la del vapor incidente que procede del conducto 13. El vapor es, por consiguiente, absorbido sin problemas por el líquido que va a ser calentado, incluso cuando se programe una bebida que requiera un caudal de líquido bajo. En particular, el funcionamiento correcto del dispositivo de acuerdo con la invención permanece sin modificaciones con independencia de la posición espacial del dispositivo.

Claims (6)

1. Un dispositivo para calentar un líquido por medio de vapor, comprendiendo el dispositivo un cuerpo (1) que define una cavidad de convergencia interna (2) dentro de la cual desembocan unos conductos (7, 7a, 13, 14, 9, 9a) para admitir un flujo de líquido que va a ser calentado, para admitir un flujo de vapor, y para aspirar un flujo de líquido calentado, respectivamente, siendo la dirección del flujo del líquido calentado aspirado desde la cavidad de convergencia (2) paralela a la dirección del flujo del líquido que va a ser calentado admitido en esa cavidad (2), comprendiendo así mismo el dispositivo unos medios para provocar que el vapor fluya por dentro de la cavidad (2) en una dirección dispuesta transversalmente con respecto a las direcciones de los flujos del líquido que va a ser calentado y del líquido calentado, caracterizado porque el conducto (7) para admitir un flujo del líquido que va a ser calentado en la cavidad de convergencia comprende una porción axial (10) la cual se extiende por dentro de la cavidad (2) intersectando el eje geométrico del flujo de vapor que es admitido en esa cavidad (2).

2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la dirección del flujo de vapor admitido en la cavidad de convergencia (2) es perpendicular a las direcciones de los flujos del líquido que va a ser calentado y del líquido calentado.

3. Un dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la porción axial (10) que se extiende por dentro de la cavidad de convergencia (2) tiene una porción de conducto (7a) que tiene una sección transversal interna más pequeña que la conducto (7) en su porción corriente arriba de dicha porción (7a).

4. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el conducto (9) para aspirar el líquido calentado desde la cavidad de convergencia (2) tiene una porción axial (9a) la cual es adyacente a la cavidad (2) y la cual tiene una sección transversal interna más pequeña que la del conducto (9) corriente abajo de esa porción en la dirección de salida del dispositivo.

5. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la cavidad de convergencia (2) tiene una configuración frustocónica en la dirección de los flujos del líquido que va a ser calentado y del líquido calentado, con el ahusamiento encarado hacia el conducto de salida (9a) del líquido calentado.

6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la cavidad de convergencia (2) tiene unas secciones transversales circulares.