ES3033637T3 - Boiler for beverage preparation machine - Google Patents
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Abstract
Caldera (100) para una máquina de preparación de bebidas destinada a calentar un líquido sometido a una presión de al menos 8 bares para realizar una infusión de un producto por el líquido calentado, comprendiendo la caldera: - un cuerpo (1) que tiene una pared externa (2) cubierta con una resistencia serigrafiada (14) y una pared interna (3), - la pared interna (3) del cuerpo (1) que tiene una pared longitudinal (4) que tiene una sección circular, así como una pared inferior (5), - un elemento interno (30) que tiene una cara externa (35) para definir con la pared longitudinal (4) al menos parte de una cámara de calentamiento (102), - una entrada (10) y una salida (12) de líquido, - un soporte (20) configurado para cooperar con el cuerpo (1) de modo que forme con la pared longitudinal (4) y la pared inferior (5) un recinto sellado (101) que comprende la cámara de calentamiento (102). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Caldera para máquina de preparación de bebidas
La presente invención se refiere a una caldera para una máquina de preparación de bebidas calientes capaz de calentar un fluido que se ha sometido a una presión relativamente elevada. Encontrará concretamente su aplicación en las calderas de máquinas de café.
Como es sabido, las calderas para máquinas de preparación de bebidas calientes incluyen un bloque metálico que define una cámara de calentamiento y en cuyo interior se incrusta un elemento resistivo. Estas calderas tienen la desventaja de tener una alta inercia térmica y requieren un tiempo relativamente largo para calentar el líquido. Por otro lado, la obtención de estas calderas supone un coste de material importante.
Con el fin de obtener una bebida caliente en poco tiempo, se han propuesto calderas capaces de elevar rápidamente la temperatura de un líquido empleado para la preparación de una bebida. Estas calderas habitualmente incluyen un elemento de calentamiento de tipo resistencia serigrafiada asociada con uno o más difusores.
Sin embargo, estas calderas rara vez se utilizan para la preparación de bebidas que requieran una presurización sustancial del líquido. En efecto, las calderas no soportan presiones relativamente altas, superiores a aproximadamente 8 bares, manteniendo al mismo tiempo un tamaño y un coste limitados. Ahora bien, la preparación de ciertas bebidas, tal como el café expreso requiere someter al líquido a una presión de aproximadamente 16 bares con vistas a la extracción del café. Estas soluciones se utilizan, por tanto, en máquinas de preparación de café infusionado sin presión o a baja presión. Estas máquinas no permiten la preparación de café expreso.
Se han desarrollado otras soluciones para permitir un calentamiento muy rápido del líquido, que soportan al mismo tiempo presiones suficientes para preparar un café expreso. Esta solución se describe, por ejemplo, en el documento publicado con el número FR 2.932.972. Esta solución consiste en prever en la caldera unos medios de disipación de fuerzas dispuestos para cooperar con un cuerpo y con unos medios de apoyo de la caldera con el fin de absorber las fuerzas generadas por la presurización del fluido y que tienden a alejar el cuerpo de los medios de soporte.
Otra mejora significativa se describe en el documento publicado con el número WO 2010/121998. Esta mejora consiste en prever en la caldera una cámara de deformación configurada de tal manera que bajo el efecto de la presión que prevalece en la cámara de calentamiento, un difusor se deforma elásticamente en la cámara de deformación para absorber al menos parte de la fuerza de presión.
Otra solución se describe en el documento WO2009/043851.
Otra solución se describe en el documento EP 2213 957.
Si bien son eficientes, estas soluciones tienen la desventaja de tener un precio de coste relativamente elevado. Este coste se debe en parte a la fabricación y ensamblaje de las diferentes piezas de la caldera para soportar la alta presión.
De este modo, existe una necesidad que consiste en proponer una caldera para una máquina de preparación de bebidas calientes que permita calentar rápidamente un líquido se somete a una presión elevada y que tenga una complejidad y/o precio de coste limitados.
La presente invención pretende satisfacer esta necesidad.
Para ello, la invención prevé una caldera para una máquina de preparación de bebidas diseñada para calentar un fluido a presión para realizar una infusión de un producto mediante el líquido calentado, que comprende:
• un cuerpo que tiene una pared externa recubierta con una resistencia serigrafiada y una pared interna que forma al menos una parte de una cámara de calentamiento,
• la pared interna del cuerpo que tiene una pared longitudinal que se extiende en una dirección longitudinal y que tiene una sección circular en un plano perpendicular a la dirección longitudinal,
• un elemento interno que tiene una cara externa situada enfrente de la pared longitudinal del cuerpo para definir con la pared longitudinal al menos una parte de una cámara de calentamiento,
• una entrada y una salida de líquido en la cámara de calentamiento,
y en la que:
• la pared interna del cuerpo también tiene al menos una pared de fondo situada en un extremo distal de la pared longitudinal,
• un soporte configurado para cooperar con el cuerpo de manera que forme con la pared longitudinal y la pared de fondo un recinto estanco,
• la pared de fondo que es cóncava.
La invención propone de este modo una caldera para una máquina de preparación de bebidas capaz de soportar altas presiones y al mismo tiempo ser sencilla, fiable y robusta.
En particular, la presión que prevalece en la cámara de calentamiento se aplica en parte sobre la pared longitudinal, cuya sección es circular, lo que permite evitar concentraciones de presión. Además, esta presión se aplica sobre la pared de fondo que forma con la pared longitudinal una sola pieza, preferentemente monolítica. El recinto en cuyo interior se pone a presión el líquido está, por tanto, delimitado únicamente por dos piezas: el soporte y el cuerpo. Se reducen, por tanto, las tensiones de estanqueidad debido a la presión.
Además, y de manera particularmente ventajosa, el recinto solo tiene una interfaz de estanqueidad. Esta única interfaz de estanqueidad es la interfaz entre la pared longitudinal y el soporte.
Por lo tanto, los medios necesarios para la estanqueidad y la resistencia a la presión se concentran esencialmente en esta interfaz. De este modo, la estructura de la caldera se simplifica considerablemente. Se reduce significativamente el número de piezas que la constituyen y, en consecuencia, los riesgos de fallo y su coste.
Antes de emprender una revisión detallada de los modos de realización de la invención, a continuación, se enuncian características opcionales que eventualmente se pueden utilizar en asociación o alternativamente:
- Ventajosamente, el cuerpo actúa como difusor.
- Ventajosamente, el cuerpo forma una superficie continua a excepción de la abertura diseñada para ser cerrada por el soporte y eventualmente a excepción de un orificio de entrada y/o de un orificio de salida. De este modo, el cuerpo no tiene una abertura pasante.
- Ventajosamente, dicha porción de la pared longitudinal del cuerpo es cilíndrica. Como alternativa, es troncocónica de sección circular.
- Según un modo de realización, la pared longitudinal tiene un extremo proximal opuesto al extremo distal y que forma una abertura.
- Preferentemente, el soporte tiene una cara interior y la cooperación de la cara interior con el cuerpo cierra esta abertura.
- Preferentemente, la cara interior del soporte es cóncava. Como alternativa, es plana.
- Ventajosamente, la pared de fondo tiene una continuidad de material con la pared longitudinal.
Preferentemente, la pared interna del cuerpo, formada por la pared de fondo y la pared longitudinal, es monolítica. La pared de fondo no tiene ninguna abertura, en particular, ninguna abertura para la entrada o salida del líquido. Esto permite definir un cuerpo cuya resistencia a las presiones que prevalecen en el interior del recinto sea elevada, permitiendo al mismo tiempo una reducción del grosor de las paredes del cuerpo.
- Ventajosamente, la pared interna está formada por un material térmicamente conductor. Preferentemente, la pared interna está formada por un metal conductor como el aluminio o el acero.
- Preferentemente, el cuerpo es monolítico y está formado de metal.
- Ventajosamente, no hay aristas entre la pared de fondo y la porción cilíndrica.
- Preferentemente, el elemento interno se extiende principalmente en dirección longitudinal.
- Ventajosamente, el elemento interno es cilíndrico.
- Ventajosamente, el elemento interno es hueco para formar internamente un canal de circulación. La caldera está configurada para permitir que el líquido pase a través del canal de circulación formado por el elemento interno. Preferentemente, el elemento interno tiene una abertura que desemboca en la cámara de calentamiento. Preferentemente, el elemento interno forma un tubo cilíndrico. Permite controlar mejor la trayectoria del líquido en el interior de la caldera y, por tanto, controlar mejor el aumento de temperatura de este último manteniendo al mismo tiempo un tamaño reducido.
Esto permite simplificar la realización y ensamblaje de la máquina. El conducto desemboca en el canal de circulación, en el interior del elemento hueco o en una embocadura de este último. Esto permite controlar mejor la trayectoria del líquido y el aumento de temperatura de este último.
- Según un modo de realización, el cuerpo incluye una entrada que une la cámara de calentamiento a un puerto diseñado para conectarse a un componente de la máquina o a una tubería. Esto también permite simplificar la realización y el ensamblaje de la máquina.
- Según un modo de realización, la pared longitudinal y la pared de fondo forman una sola pieza.
- Ventajosamente, el soporte incluye al menos una entrada o una salida que desemboca en el recinto. Esto permite que el recinto tenga una sola abertura al nivel de en su contacto con el soporte y permite, en consecuencia, tener un recinto muy resistente a las altas presiones.
- Ventajosamente, el soporte incluye al menos: un puerto diseñado para conectarse a un componente de la máquina o a una tubería, y un conducto que une fluídicamente el puerto de comunicación con el interior del recinto.
- Ventajosamente, el soporte incluye al menos una entrada y una salida que desemboca en el recinto.
- Ventajosamente, el soporte incluye al menos: una entrada, un puerto de entrada y un conducto que une el puerto de entrada a la entrada; una salida, un puerto de salida y un conducto que une el puerto de salida a la salida. Ventajosamente, una, de entre la entrada o la salida, desemboca en la cámara de calentamiento y la otra, de entre la entrada o la salida, desemboca en el canal de circulación. De este modo, la conexión de la caldera al circuito de fluido de la máquina solo requiere conectar el soporte. Antes o después de estas conexiones, el soporte se adhiere de manera estanca al cuerpo para completar la formación del recinto estanco. - Ventajosamente, la caldera comprende una guía configurada para definir, con una cara externa del elemento interno y la pared longitudinal, una vía de paso para el líquido en la cámara de calentamiento.
- Preferentemente, la guía tiene forma de hélice y la vía de paso define un helicoide.
- Según un modo de realización preferido, la guía forma una pieza separada del soporte y del cuerpo.
Según otro modo de realización, la invención se refiere a una caldera para una máquina de preparación de bebidas, capaz de calentar un líquido a presión para realizar una infusión de un producto mediante el líquido calentado, que comprende:
• un cuerpo que tiene una pared externa recubierta con una resistencia serigrafiada y una pared interna que forma al menos una parte de una cámara de calentamiento,
o la pared interna del cuerpo que tiene al menos una pared longitudinal que se extiende en una dirección longitudinal y que tiene una sección circular en un plano perpendicular a la dirección longitudinal, • un elemento interno que tiene una cara externa configurada para colocarse enfrente de la pared interna del cuerpo con el fin de definir con la pared interna del cuerpo al menos una parte de una cámara de calentamiento, • un soporte configurado para cooperar con el cuerpo de manera que forme un recinto estanco,
• una entrada y una salida de líquido en la cámara de calentamiento,
• la caldera que está configurada para que el desplazamiento del líquido en la cámara de calentamiento en dirección longitudinal tenga lugar en un primer sentido,
y en la que:
• el elemento interno es hueco para formar un canal, cuyo primer extremo desemboca en la cámara de calentamiento y cuyo segundo extremo se comunica con un conducto de entrada o salida que se encuentra en el soporte,
• la caldera que está configurada de manera que el desplazamiento del líquido en el canal en dirección longitudinal tenga lugar en un segundo sentido opuesto al primero.
De este modo, la entrada y la salida se disponen en el mismo extremo del recinto.
La invención también tiene como objetivo una máquina de preparación de bebidas tal como una máquina de café que comprende una caldera según una cualquiera de las características anteriores. Esta máquina comprende una bomba diseñada para elevar la presión del líquido antes de su introducción en la caldera. Preferentemente, pero de manera opcional, la máquina también comprende una cámara de infusión conectada fluídicamente a la caldera.
Según otro modo de realización, la invención se refiere a un procedimiento de ensamblaje de una caldera según la invención, comprendiendo el procedimiento: la inserción del elemento interno en el cuerpo aplicando el soporte sobre el cuerpo. De manera opcional, la inserción del elemento interno en el cuerpo comprende atornillar el soporte con respecto al cuerpo. De manera opcional, antes de insertar el elemento interno en el cuerpo, se inserta una guía en el cuerpo o en el elemento interno.
Según otro modo de realización, la invención se refiere a un procedimiento de ensamblaje de una caldera que comprende las siguientes etapas: se inserta una guía en el cuerpo o sobre el elemento interno; se inserta el elemento interno en el cuerpo.
Otras características, objetivos y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto con la lectura de la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos adjuntos que se aportan a modo de ejemplos no limitativos y en los que:
La figura 1 es un diagrama en sección longitudinal de un ejemplo de un modo de realización de la invención. La figura 2 es una vista en sección transversal del modo de realización ilustrado en la figura 1.
La figura 3 es un diagrama en sección longitudinal de otro modo de realización de la invención.
La figura 4 es un diagrama en sección longitudinal de otro modo de realización de la invención.
Los dibujos se dan a modo de ejemplo y no son limitativos de la invención. Constituyen representaciones esquemáticas del principio diseñadas para facilitar la comprensión de la invención y no están necesariamente a la escala de las aplicaciones prácticas. En particular, el grosor relativo de las diferentes piezas y las secciones de los diferentes canales no son representativos de la realidad.
A continuación, se detalla un modo de realización con referencia a las figuras 1 y 4.
La caldera 100 incluye un cuerpo 1 y un soporte 20. El cuerpo 1 y el soporte 20 están configurados para cooperar de manera que formen un recinto cerrado 101. El cuerpo 1 tiene una pared externa 2 y una pared interna 3 diseñadas para disponerse en contacto con el líquido que se va a calentar. La pared interna 3 está asociada con uno o más elementos de calentamiento.
Ventajosamente, este elemento de calentamiento es una película resistiva que tiene una alta densidad de potencia. Se obtiene, por ejemplo, por serigrafía o fotograbado a partir de una tinta resistiva. Puede ser de tipo película gruesa, habitualmente denominada según la expresión inglesa"Thick Film"o bien de tipo circuito impreso. Este elemento de calentamiento es adecuado para calderas de tipo FTH (por sus siglas en inglés de"Flow Through Heater'o calentador de flujo continuo), que tienen la particularidad de que su elemento de calentamiento transmite el calor casi directamente al fluido a medida que este se desplaza por un canal de circulación. Por razones de claridad, en el resto de la descripción solo se hará referencia a resistencias serigrafiadas. En cada uno de los modos de realización descritos a continuación, la resistencia serigrafiada se puede sustituir por una resistencia fotograbada o por cualquier otra película resistiva de alta densidad de potencia.
La resistencia serigrafiada 14 incluye al menos una pista que forma un patrón en la pared externa 2. La resistencia serigrafiada 14 comprende una pista serigrafiada o una pluralidad de pistas que definen el patrón. Este patrón puede formar, por ejemplo, una serpentina, una espiral, un conjunto de círculos concéntricos o yuxtapuestos o bien cualquier otra forma.
Preferentemente, la o las resistencias serigrafiadas 14 se extienden sobre toda o al menos tres cuartas partes de la longitud de la pared longitudinal.
Cuando se suministra electricidad a la resistencia serigrafiada, esta produce calor que se transmite a la pared externa 2 y luego, por conducción, a la pared interna 3, después, al líquido que ocupa la cámara de calentamiento 102 y que está en contacto con la pared interna 3. Preferentemente, la cámara de calentamiento forma un canal de circulación y la caldera objeto de la presente invención es de tipo"Flow Through Heater',cuya definición se ha dado anteriormente.
La resistencia serigrafiada puede tener, por ejemplo, una potencia térmica comprendida entre 1.300 vatios y 2.500 vatios y, de manera más particular, del orden de 1.800 a 2.200 vatios. La pared del cuerpo 1 tiene la función de servir de sustrato para recibir la resistencia serigrafiada y para garantizar una buena difusión térmica entre la resistencia serigrafiada y el líquido. Ventajosamente, la pared interna 3 está revestida de un revestimiento alimentario.
La pared interna 3 tiene una porción que tiene una sección circular y que se extiende principalmente en una dirección longitudinal 17. Esta porción de la pared interna 3 se denomina pared longitudinal 4. La pared longitudinal 4 preferentemente tiene una forma cilíndrica, como se ha ilustrado en las figuras 1 a 4. Ventajosamente, la pared externa al nivel de la pared longitudinal 4, también tiene una forma cilíndrica. Como alternativa, la pared longitudinal 3 tiene una forma troncocónica de sección circular, cilíndrica.
Como alternativa, la pared longitudinal 3 tiene una forma troncocónica de sección circular.
La pared interna 3 se prolonga hasta un extremo distal 6 mediante una pared de fondo 5. La pared de fondo 5 y la pared longitudinal 4 forman una estanqueidad perfecta. Preferentemente, están formadas por una sola pieza. De manera aún más ventajosa, la pared interna formada por la pared de fondo y por la pared longitudinal 4 es una pieza monolítica. Por tanto, se mejora la resistencia a la presión.
Preferentemente, la pared de fondo 5 y la pared longitudinal 4 definen una superficie sin aristas. Por tanto, la interfaz entre la pared longitudinal 4 y la pared de fondo 5 es continua.
La pared de fondo 5 es cóncava. La distribución de las presiones en esta cara se vuelve, por tanto, más homogénea. Se evitan las zonas de concentración de tensiones.
El cuerpo, en un extremo proximal 7, tiene una abertura 8. El soporte 2 está configurado para cooperar con el soporte 20 y configurado para cooperar con el cuerpo 1 para cerrar estas aberturas 8. Por ejemplo, esta abertura 8 está definida por una sección de la pared longitudinal 4 del cuerpo y forma así un plano. El soporte 20 está conformado entonces para entrar en contacto con el cuerpo con el fin de recubrir esta abertura 8. Más específicamente, esta abertura 8 está recubierta por una cara exterior 24 del soporte 2.
Preferentemente, el cuerpo 1 tiene una brida 9 que prolonga la pared de sección circular y que se extiende principalmente en un plano perpendicular a la dirección longitudinal 17.
Esta brida 9 está configurada para alojar unos medios de fijación del cuerpo 1 al soporte 20. Estos medios de fijación son amovibles. Ventajosamente, son elementos de enclavamiento o de encaje a presión. Como alternativa y como se ha representado en las figuras, estos medios de fijación comprenden unos tornillos 22 que se apoyan en uno, de entre el cuerpo 1 o el soporte 20, y se fijan en unas roscas 23 correspondientes realizadas en el otro, de entre el cuerpo 1 o el soporte 20.
De manera alternativa, cada uno del cuerpo 1 y del soporte 20 tiene una rosca complementaria. La fijación del soporte con respecto al cuerpo se hace entonces enroscando directamente el soporte al cuerpo o a la inversa. Ventajosamente, en esta solución no hay ningún elemento de atornillado añadido.
Ventajosamente, al menos una junta de estanqueidad 21, preferentemente tórica, está prevista en la interfaz entre el cuerpo y el soporte. Esto permite completar la estanqueidad del recinto.
La caldera 100 está conformada de manera que los medios de fijación del cuerpo 1 al soporte 20 mantengan una adhesión entre estos últimos mientras una presión, normalmente comprendida entre 8 y 25 bares, prevalece en el recinto 101.
Como aparece en las figuras, la presión que prevalece en el recinto se ejerce, por tanto, sobre la pared longitudinal 4, la pared de fondo 5 y sobre la cara interior 24 del soporte 20.
La pared longitudinal 4 y la pared de fondo 5 forman una sola pieza. El recinto está por tanto definido por una única interfaz entre dos elementos: por una parte, el cuerpo 1 y, por otra parte, el soporte 20. La invención permite así reducir considerablemente los problemas de estanqueidad y de resistencia a la presión.
Además, el recinto 101 está delimitado por paredes que favorecen una distribución homogénea de la presión, limitando así las zonas de concentración de tensiones y, por tanto, los riesgos de rotura por efecto de la presión. Para ello, y como ya se ha indicado anteriormente, la pared longitudinal 4 tiene una sección circular y la pared de fondo 5 es preferentemente abombada.
Según el modo de realización ilustrado en la figura 1, la cara interior 24 del soporte 20 es plana. Según un modo de realización preferente ilustrado en la figura 3, esta cara interior 24 del soporte 20 es cóncava. Esto mejora la homogeneidad de la distribución de la presión sobre el soporte, eliminando así las zonas de concentración de tensiones. De este modo, ninguna de las paredes interiores 3, 4, 24 del recinto es plana. Son todas cóncavas.
Al mejorar significativamente la resistencia a la presión de la caldera, no es necesario recurrir a medios complejos de disipación de fuerzas. Se reduce, por tanto, la complejidad, el coste de las piezas y las dificultades de montaje. Por otro lado, las formas circulares y cóncavas del interior del recinto 101, al permitir resistir mejor a la presión, propician una reducción del grosor de las paredes del cuerpo 1. Al reducirse el grosor, la propagación del calor desde la resistencia 14 hacia el líquido es más rápida. Por lo que se acelera la preparación de la bebida. Además, al reducir la masa y, por tanto, la inercia del cuerpo, la invención permite reducir el consumo energético de la caldera. En efecto, el cuerpo se comporta entonces como un difusor de calor, que transfiere inmediatamente al líquido el calor que recibe. La temperatura del cuerpo al nivel de las resistencias es, por tanto, igual o sustancialmente igual a la del líquido en contacto con la pared longitudinal 4. Por lo tanto, la energía calórica que queda almacenada en el cuerpo 1 después de la preparación de la bebida se reduce considerablemente.
Ventajosamente, pero de manera opcional, la caldera 100 también incluye una cubierta de protección configurada para recubrir el cuerpo 1 o por lo menos la porción de cuerpo 1 en la que se encuentran las resistencias serigrafiadas 14. Esta cubierta asume una protección térmica y preferentemente también eléctrica, evitando quemaduras a un usuario o a un operario de mantenimiento y también evitando el deterioro de otros componentes de la máquina en las inmediaciones de la caldera. Esta cubierta preferentemente es de un material que es eléctrica y térmicamente aislante. Por ejemplo, es de plástico. Preferentemente, recubre toda la pared interna, es decir, todo el recinto 101. Puede fijarse, por ejemplo, al cuerpo 1 al nivel de la brida 9, preferentemente, en una zona de la brida alejada del recinto 101 para evitar una transferencia de calor desde el recinto 101 hacia la cubierta. Por razones de claridad, esta cubierta no se ha ilustrado en las figuras.
La caldera 100 incluye también al menos una entrada 10 y una salida 12 para introducir y sacar respectivamente el líquido del recinto. En un modo de realización particular, la caldera 100 incluye también al menos un puerto de entrada 11 y al menos un puerto de salida 13 comunicados respectivamente.
En un modo de realización particular, la entrada 10 y/o la salida 12 del recinto no son directamente accesibles desde el exterior de la caldera 100. Este es el caso del ejemplo ilustrado en las figuras 1 y 4. En este caso, la caldera tiene entonces un puerto de entrada 11 en comunicación con la entrada 10. Esta comunicación es asumida preferentemente por un conducto de entrada 15. Asimismo, la caldera tiene un puerto de salida 13 en comunicación con la salida 12, asumiendo esta comunicación un conducto de salida 17.
Estos puertos de entrada y salida 11 y 13 están diseñados para cooperar con los componentes hidráulicos de la máquina. El puerto de entrada 11 normalmente está conectado a un conducto que une la caldera a una bomba. Como alternativa o acumulativamente, normalmente, el puerto de salida 13 está conectado a un conducto que une la caldera a una cámara de infusión de un producto infusionado.
Según un modo de realización ventajoso, ilustrado en las figuras 1 y 4, la entrada 10 y la salida 12 se encuentran en el soporte 2. Los conductos 15 y 16 también se encuentran en el soporte 2. Los puertos 11 y 13 también se encuentran en el soporte 2. Esta configuración particularmente ventajosa permite simplificar la fabricación de la caldera y mejorar la fiabilidad de la estanqueidad. Además, el ensamblaje también se simplifica. En efecto, basta con conectar los puertos de entrada 11 y de salida 13 a los otros componentes de la caldera y, antes o después, fijar el cuerpo con el soporte 20 para que el conjunto de la caldera pueda funcionar.
De manera particularmente ventajosa, el soporte 20 está realizado de un material térmicamente aislante. Esto permite reducir la inercia térmica de la caldera. Además, se realiza preferentemente por moldeo y, por ejemplo, mediante moldeo por inyección. Preferentemente, está realizado con plástico.
Según unos modos de realización alternativos, la entrada 10 y/o la salida 12 se encuentra en el cuerpo 1. El puerto 11 o 13 correspondiente también se puede encontrar entonces en el cuerpo 1. En el ejemplo de la figura 3, la entrada 10 del recinto y el puerto de entrada 11 se encuentran en el cuerpo 1.
De manera opcional, pero particularmente ventajosa, la caldera también incluye un elemento interno 30. El elemento interno 30 tiene una cara externa 25 orientada hacia la pared interna 3 del cuerpo 1. El espacio definido entre la pared interna 3 del cuerpo 1 y el elemento interno 30 define el volumen de la cámara de calentamiento. En efecto, el líquido presente en este volumen absorbe la energía térmica transmitida desde las resistencias 14 hasta la pared interna 3. La cámara de calentamiento 102 está así contenida en el recinto 101. El elemento interno 30 se extiende principalmente en la dirección longitudinal 17. Tiene un primer extremo 33 en contacto con o cerca del soporte 20 y un segundo extremo 34 en contacto con o cerca de la pared de fondo 5.
En un modo de realización opcional pero ventajoso, el elemento interno 30 es hueco. De este modo incluye un canal de circulación 31. Para ello, tiene un orificio 32 en su segundo extremo 34 o cerca de este último. El orificio 32 permite que el líquido presente en la cámara de calentamiento regrese al canal 31 o salga de este, en función del sentido de circulación. De este modo, el orificio 32 está en comunicación fluídica con una de entre la entrada 10 o la salida 12. El primer extremo 33 del elemento interno 30 está, a su vez, en comunicación fluídica con la otra, de entre la entrada 10 o la salida 12.
De este modo, si la entrada 10 desemboca en la cámara de calentamiento, entonces la caldera se dispone para que el líquido pase sucesivamente por: la entrada 10, la cámara de calentamiento 102, el orificio 32, el canal 21, el primer extremo 33, la salida 12. Naturalmente, este flujo tiene lugar en sentido inverso si la salida y la entrada están invertidas. El primer extremo 33 del canal 31 desemboca en la entrada 10 / salida 12 y se comunican de este modo con el conducto de entrada 15 / salida 16 y su puerto asociado 11, 13.
De este modo, en la cámara de calentamiento, es decir, en el volumen interno del recinto 101 a excepción del volumen ocupado por el elemento interno 30, el líquido se desplaza en un primer sentido según una proyección sobre la dirección longitudinal 17 y se desplaza por el canal 31 en un segundo sentido opuesto al primer sentido según esta misma proyección longitudinal.
La entrada 10 y la salida 12 están situadas en el mismo lado con respecto a un plano medio transversal a la dirección longitudinal 17 y que pasa por el centro de la pared longitudinal 4. Esto hace que sea más fácil ensamblar la caldera 100. Por otro lado, se alarga el recorrido del líquido sin aumentar por ello el tamaño ni la complejidad de la caldera.
Preferentemente y de manera ventajosa, el elemento interno 30 está hecho de un material que es un buen conductor del calor. Actúa así como difusor para equilibrar la temperatura del líquido presente en el interior del canal de circulación 31 con el líquido en contacto con su cara externa 35, es decir, el líquido presente en la cámara de calentamiento 102.
Preferentemente es de metal. En este caso, y si el soporte 20 es de otro material, tal como el plástico, el elemento interno 30 se aplica previamente sobre el soporte 20. Se puede observar que la presión en el interior del canal 31 y de la cámara de calentamiento 102 es idéntica. Por tanto, ninguna fuerza de presión tiende a separar el elemento interno 30 con respecto al soporte 20.
Según otro modo de realización, el elemento interno es de un material de baja inercia térmica. Por ejemplo, es de plástico. Por lo que absorbe poco calor almacenado por el líquido.
Según un primer modo de realización, ilustrado en las figuras 1 a 3, el elemento interno está integrado en el soporte 20. Ventajosamente, forma una pieza monolítica con este último.
Según un segundo modo de realización, el elemento interno 30 se aplica sobre el soporte 20, por ejemplo, por enclavamiento o atornillado. A continuación, forma una unión estanca con el soporte 20 al nivel del primer extremo 33.
Según un tercer modo de realización, ilustrado en la figura 4, el elemento interno 30 se encuentra en la pared interna 3 del cuerpo 1, por ejemplo, la pared de fondo 5. El primer extremo 33 se acerca entonces y, preferentemente, entra en contacto con la cara interior 24 del soporte 20, por ejemplo, por medio de una junta de estanqueidad.
Preferentemente, la caldera incluye una guía 40 situada entre la pared interna 3 y el elemento interno 30. Esta guía 40 está conformada para guiar el líquido entre el canal 31 y la entrada 10 / salida 12 que desemboca en la cámara de calentamiento. Normalmente, la guía forma un helicoide.
Ventajosamente, el diámetro exterior de la guía permite, preferentemente, un ajuste estrecho con la pared interna 3. Según un modo de realización, el diámetro interior de la guía 40 permite un ajuste deslizante con la cara externa del elemento interno 30. Se facilita así la inserción del elemento interno 30 en el cuerpo 1 provisto de la guía 40. También están previstos unos ajustes de la guía 40 con respecto al cuerpo 1 y al elemento interno 30 para que el líquido evolucione de forma helicoidal cuando penetra en la cámara de calentamiento.
De manera alternativa, el diámetro interior de la guía permite un ajuste estrecho con la cara externa del elemento interno 30. De este modo, el líquido evoluciona únicamente según un helicoide cuando penetra en la cámara de calentamiento.
Según un modo de realización, la guía es de metal. Según otro modo de realización, la guía es de un material de baja inercia térmica tal como el plástico.
Según un modo preferido de realización, la guía 40 está separada del soporte y del cuerpo. Según otra opción, la guía 40 forma con el cuerpo 1 una pieza monolítica. En este caso, se podría prever, por ejemplo, que la guía se forme por moldeo sobre la pared interna 3 del cuerpo 1.
Según otra opción, la guía 40 forma con el soporte 20 una pieza monolítica.
Tomando como ejemplo no limitativo la caldera 100 de la figura 1, el líquido sigue el siguiente recorrido: entra por el puerto de entrada 12, el conducto de entrada 15 que se encuentra en el soporte 20, la entrada 10 que desemboca en la cámara de calentamiento 102, la evolución helicoidal en la cámara de calentamiento 102 mientras es guiado por la guía 40, el orificio 32, el canal de circulación 31, la salida 12 de la cámara de calentamiento, el conducto de salida 16 que se encuentra en el soporte 20, el puerto de salida 13.
En el modo de realización preferido, donde el elemento interno 30 es de metal o cualquier otro material buen conductor de calor, la invención tiene además la ventaja de distribuir mejor el calor entre la entrada y la salida del líquido en el recinto.
De hecho, y como se ilustra en las figuras 1 a 4, a al estar la entrada 10 y la salida 12 situadas en el mismo lado y siendo el elemento interno 30 conductor del calor, la caldera 100 permite acelerar el calentamiento del líquido frío que entra en la caldera por su contacto con el elemento interno 30, cuya pared es calentada por el líquido caliente que fluye por su canal de circulación 31 hacia la salida 12. El líquido frío se calienta, por tanto, a la vez por la pared longitudinal 3 y por la pared externa 35 del elemento interno 30. De esta forma se reduce el tiempo de calentamiento y, por tanto, de preparación de la bebida.
Según otro modo de realización, no ilustrado, la entrada 10 y la salida 12 están invertidas con respecto a los modos de realización ilustrados en las figuras 1 a 4. En este modo de realización, la entrada 10 desemboca en el canal de circulación 31 y la salida 12 desemboca en la cámara de calentamiento 102. En este caso, el interés de la invención residen en que el líquido frío se precalienta por su contacto con la pared interior del canal de circulación 31 que se calienta por el líquido caliente que fluye contra la pared externa 35 del elemento de calentamiento 30. De este modo, el líquido se recalienta antes de salir del canal de circulación 31 y de llegar a la cámara de calentamiento 102.
Este sentido de circulación del fluido se invertirá naturalmente al invertir la entrada y la salida.
De la descripción anterior, es evidente que la caldera según la invención permite mejorar la resistencia a la presión, permitiendo al mismo tiempo un fácil ensamblaje y teniendo una gran fiabilidad.
La invención no se limita a los modos de realización descritos a título de ejemplo y se extiende a todos los modos de realización cubiertos por las reivindicaciones.
Referencias
1. cuerpo 30. elemento interno
2. pared externa 31. canal de circulación
3. pared interna 32. orificio
4. pared longitudinal 33. primer extremo
5. pared de fondo 34. segundo extremo
6. extremo distal 35. cara externa
7. extremo proximal
8. abertura del cuerpo 40. guía
. brida
0. entrada 100. caldera
1. puerto de entrada 101. recinto
2. salida 102. cámara de calentamiento 3. puerto de salida
4. resistencia serigrafiada
5. conducto de entrada
6. conducto de salida
7. dirección longitudinal
0. soporte
1. junta de estanqueidad
2. tornillo
3. rosca
4. cara interior del soporte
Claims (14)
1. Caldera (100) para máquina de preparación de bebidas diseñada para calentar un líquido sometido a una presión de al menos 8 bares para realizar una infusión de un producto mediante el líquido calentado, comprendiendo la caldera:
• un cuerpo (1) que tiene una pared externa (2) recubierta con una resistencia serigrafiada (14) y una pared interna (3),
• la pared interna (3) del cuerpo (1) que tiene una pared longitudinal (4) que se extiende en una dirección longitudinal (17) y que tiene una sección circular,
• un elemento interno (30) que tiene una cara externa (35) situada enfrente de la pared longitudinal (4) del cuerpo (1) para definir con la pared longitudinal (4) al menos una parte de una cámara de calentamiento (102), • una entrada (10) y una salida (12) de líquido en la cámara de calentamiento (102),
• la pared interna (3) del cuerpo (1) que también tiene al menos una pared de fondo (5) situada en un extremo distal (6) de la pared longitudinal (4),
• un soporte (20) configurado para cooperar con el cuerpo (1) de manera que forma con la pared longitudinal (4) y la pared de fondo (5) un recinto estanco (101) que comprende la cámara de calentamiento (102), caracterizada por que la pared de fondo (5) es cóncava.
2. Caldera (100) según la reivindicación anterior en la que la pared longitudinal (4) tiene un extremo proximal opuesto al extremo distal y que forma una abertura (8), y en la que el soporte (20) tiene una cara interior (24) y la cooperación de la cara interior (24) con el cuerpo cierra esta abertura (8).
3. Caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la pared de fondo (5) tiene una continuidad de material con la pared longitudinal (4).
4. Caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el elemento interno (30) se extiende principalmente en la dirección longitudinal (17).
5. Caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el elemento interno (30) es hueco para formar internamente un canal de circulación (31).
6. Caldera (100) según la reivindicación anterior en la que el soporte (20) incluye un conducto (16) que une el canal de circulación (31) a un puerto (13) diseñado para conectarse a un componente de la máquina o a una tubería.
7. Caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el cuerpo (1) incluye una entrada (10) que une la cámara de calentamiento (102) a un puerto (11) diseñado para conectarse a un componente de la máquina o a una tubería.
8. Caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la pared longitudinal (4) y la pared de fondo (5) forman una misma pieza.
9. Caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que el soporte (20) incluye al menos una entrada (10) o una salida (12) que desemboca en el recinto (101).
10. Caldera (100) según la reivindicación anterior en la que el soporte (20) incluye al menos:
- un puerto (11, 13) diseñado para conectarse a un componente de la máquina o a una tubería, y
- un conducto (15, 16) que une fluídicamente el puerto de comunicación con el interior del recinto (101).
11. Caldera (100) según una cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores tomadas en combinación con la reivindicación 6 en la que el soporte (20) incluye al menos:
- una entrada (10), un puerto de entrada (11) y un conducto (15) que une el puerto de entrada (11) a la entrada (10); - una salida (12), un puerto de salida (13) y un conducto (16) que une el puerto de salida (13) a la salida (12); y en la que una, de entre la entrada (10) o la salida (12) desemboca en la cámara de calentamiento (102) y la otra, de entre la entrada (10) o la salida (12) desemboca en el canal de circulación (31).
12. Caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende una guía (40) configurada para definir con una cara externa (35) del elemento interno (30) y la pared longitudinal (4) una vía de paso para el líquido en la cámara de calentamiento (102).
13. Máquina de preparación de bebidas calientes que incluye una caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, así como una bomba configurada para suministrar un líquido a presión a la caldera.
14. Procedimiento de ensamblaje de una caldera (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 que comprende: la inserción del elemento interno (30) en el cuerpo (1) aplicando el soporte (20) sobre el cuerpo (1).
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