ITTO20030168U1 - Dispositivo ad immersione per il riscaldamento di un liquido. - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Modello Industriale di Utilità avente per titolo: "Dispositivo ad immersione per il riscaldamento di un liquido

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo ad immersione per il riscaldamento di un liquido, in particolare una lancia vapore di una macchina per caffè espresso.

Più precisamente, il presente trovato si riferisce ad un dispositivo per il riscaldamento di un liquido che risulta particolarmente agevole da mantenere pulito e nelle corrette condizioni igieniche.

Sono noti dispositivi ad immersione per il riscaldamento di un liquido mediante immissione in detto liquido di aria, vapore o altro aeriforme a temperatura elevata. Un tipico esempio di detti dispositivi è costituito dalle lance vapore delle macchine per caffè espresso professionali.

Queste lance sono sostanzialmente costituite da un tubo, generalmente di ottone cromato o acciaio inox, in comunicazione ad un'estremità con una valvola per l'erogazione del vapore; appositi giunti idraulici permettono un certo grado di libertà nel movimento del tubo stesso, il quale è provvisto all'estremità opposta, che viene immersa nel liquido, di una serie di fori in numero e sezione opportuni per l'immissione del vapore nel liquido da riscaldare.

Le lance note vengono utilizzate nel modo seguente: l'operatore posiziona il recipiente con il liquido da riscaldare sotto la lancia, immergendo l'estremità di detta lancia in detto liquido, eroga vapore per il tempo necessario e quindi sfila da sotto la lancia il contenitore con il liquido quando quest'ultimo ha raggiunto la temperatura desiderata.

Dopo ogni utilizzo, l'operatore deve inoltre pulire la superficie esterna della lancia a vapore dai residui del liquido trattato (latte, cioccolata o altro) che vi si sono depositati per effetto del raffreddamento.

In particolare, quando la lancia viene usata per riscaldare il latte, tale operazione di pulizia è resa difficoltosa dalla formazione della tipica pellicola di latte rappreso che aderisce alla superficie esterna della lancia vapore.

Per risolvere questo problema, è stato proposto in passato di realizzare lance vapore in materiale plastico o con rivestimenti in teflon (si veda, ad esempio IT 1,235,868). Tuttavia, i dispositivi finora realizzati hanno rivelato una serie di inconvenienti, fra i quali una scarsa resistenza strutturale della lancia e/o il rischio di distacchi di porzioni del rivestimento a causa dei continui shock termici e meccanici cui è sottoposta la lancia stessa.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo ad immersione per il riscaldamento di un liquido in cui sia impedita la formazione di incrostazioni di liquido surriscaldato sulla superficie esterna del dispositivo.

Questo ed altri scopi vengono raggiunti con il dispositivo ad immersione per il riscaldamento di un liquido secondo il trovato, come definito nelle unite rivendicazioni.

È evidente che, poiché solitamente il volume del liquido da riscaldare è molto maggiore di quello del dispositivo di riscaldamento e detto liquido è in moto turbolento, per portare detto liquido alla temperatura desiderata è necessario erogare vapore ad una temperatura molto superiore. Se il dispositivo di riscaldamento è realizzato in un materiale conduttore, in particolare metallo, la sua superficie esterna avrà una temperatura molto prossima a quella del vapore; di conseguenza, anche lo strato di liquido a contatto con detta superficie esterna verrà portato, a causa dello scambio termico per conduzione, ad una temperatura vicina a quella del vapore e molto superiore a quella del restante volume di liquido.

Vantaggiosamente, la presenza di un rivestimento in materiale termo-isolante attorno all'anima metallica del dispositivo di riscaldamento comporta una riduzione della temperatura della superficie esterna di detto dispositivo, preferibilmente fino a valori prossimi alla temperatura alla quale si vuole portare il liquido trattato, evitando il surriscaldamento dello strato di liquido adiacente a detta superficie al di sopra del punto di ebollizione. Si previene in tal modo la formazione di una pellicola di liquido surriscaldato sulla superficie esterna del dispositivo di riscaldamento ad immersione, e di conseguenti incrostazioni.

Preferibilmente, il materiale utilizzato per il rivestimento esterno di detto dispositivo, oltre ad essere un buon isolante termico, può essere lavorato con sistemi economici, permette di ottenere superfici lisce e sufficientemente dure e presenta una buona resistenza ai numerosi e continui shock termici, tipici del ciclo di riscaldamento di un liquido in un macchina per caffè espresso.

Una forma preferita di realizzazione del trovato verrà ora descritta con riferimento alle figure allegate, in cui:

- la Figura 1 è una vista schematica laterale di un dispositivo ad immersione per il riscaldamento di un liquido secondo il trovato;

- la Figura 2 è una sezione lungo la linea II-II del dispositivo della Figura 1;

- la Figura 3 è un grafico schematico della temperatura nella parete laterale del dispositivo di Figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, è illustrato un dispositivo per il riscaldamento di liquidi secondo il trovato, in particolare una lancia vapore per una macchina per caffè espresso, indicata genericamente con il riferimento 1.

Detta lancia 1 comprende un tubo 3 collegato ad un'estremità ad una valvola 7 per l'erogazione del vapore d'acqua, in comunicazione, a sua volta, mediante un apposito condotto, con una sorgente 9 di vapore d'acqua o altro aeriforme a temperatura elevata, e provvisto all'estremità opposta di uno o più ugelli 11 per l'immissione di detto vapore d'acqua o altro aeriforme nel liquido da riscaldare.

Detto tubo 3.è realizzato, in maniera convenzionale, in metallo, preferibilmente ottone o acciaio inox.

Esso è provvisto di un foro cilindrico longitudinale 4 per il passaggio di vapore d'acqua o altro aeriforme ed è ricopèrto esternamente da un rivestimento 5 in materiale isolante termico, almeno nella porzione che durante il funzionamento si trova a contatto con il liquido da scaldare.

In tal modo, limitatamente alla porzione provvista di detto rivestimento 5, la temperatura della superficie esterna della lancia 1 risulta nettamente inferiore alla temperatura della superficie esterna del tubo metallico 3, e tale da prevenire il surriscaldamento del liquido a contatto con la lancia stessa e la formazione di incrostazioni di liquido surriscaldato Il profilo della temperatura nella parete laterale del la lancia 1 è rappresentato graficamente in Figura 3. Al fine di portare il liquido trattato alla temperatura desiderata Tfin, è necessario inviare attraverso il foro 4 del tubo 3 vapore d'acqua ad una temperatura Ti»Tfin. Essendo detto tubo 3 realizzato in un materiale metallico, buon conduttore termico, il gradiente di temperatura lungo la sua parete laterale sarà molto ridotto e la temperatura T2 sulla superficie esterna di detto tubo sarà prossima a Ti. Al contrario, poiché il rivestimento 5 è realizzato in materiale termoisolante, il gradiente di temperatura lungo di esso sarà molto maggiore e, scegliendo opportunamente lo spessore di detto rivestimento, la temperatura della sua superficie esterna T3 sarà prossima a Tfin.

Detto rivestimento è preferibilmente ottenuto a partire da un materiale plastico che, oltre a presentare buone proprietà di coibentazione termica, può essere lavorato con processi economici, permette di ottenere un prodotto finito con una superficie levigata e presenta una buona resistenza agli shock termici. -Risultati particolarmente soddisfacenti possono essere raggiunti utilizzando un polimero scelto fra polieterimmide (PEI), polibutilentereftalato (PBT), polisulfone (PSU), polifenilensulfuro (PPS), polietereterchetone (PEEK), poliammide (PA), policarbonato (PC), poliossimetilene (POM), polietilentereftalato (PET). Detti polimeri possono essere usati puri oppure rinforzati con fibre minerali. È evidente che quanto descritto è stato dato unicamente a titolo di esempio non limitativo e che modifiche saranno possibili senza uscire dal campo di protezione del presente trovato.

In particolare, sebbene nella forma di realizzazione descritta si sia fatto riferimento ad un dispositivo di riscaldamento provvisto di un solo condotto, il dispositivo secondo il trovato potrà essere vantaggiosamente impiegato in apparecchi che prevedono una pluralità di condotti per l'immissione nel liquido di differenti aeriformi, ad esempio in apparecchi per la schiumatura del latte che prevedono l'immissione di vapore d'acqua e di aria attraverso rispettivi condotti.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo ad immersione per il riscaldamento di un liquido (1), comprendente un tubo (3) collegato ad un'estremità ad una sorgente (9) di un aeriforme ad alta temperatura, dotato all'estremità opposta di uno o più ugelli (11) per l'immissione di detto aeriforme in detto liquido e provvisto di un foro longitudinale (4) per il passaggio di detto aeriforme da detta sorgente a detti ugelli, caratterizzato dal fatto che la superficie esterna di detto tubo (3), almeno in corrispondenza della porzione di detto tubo che durante il funzionamento è a contatto con detto liquido, comprende un rivestimento (5) in materiale isolante termico.
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto tubo è realizzato in metallo, preferibilmente in ottone o acciaio inox.
3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto rivestimento (5) è realizzato in un materiale plastico.
4. 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto rivestimento è realizzato in un polimero scelto fra polieterimmide (PEI), polibutilentereftalato (PBT), polisulfone (PSU), polifenilensulfuro (PPS), polietereterchetone (PEEK), poliammide (PA), policarbonato (PC), poliossimetilene (POM), polietilentereftalato (PET).
5. 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto polimero è rinforzato con una o più fibre minerali.
6. 6. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto aeriforme è vapore d'acqua e che detto tubo è la lancia vapore di una macchina per caffè espresso.