ITTO20090250A1 - Macchina per la preparazione di infusi, in particolare caffe' espresso, gruppo erogatore e metodo di realizzazione della stessa - Google Patents
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Description
Macchina per la preparazione di infusi, in particolare caffà ̈ espresso, gruppo erogatore e metodo di realizzazione della stessa
Settore della Tecnica
La presente invenzione si riferisce, in generale, ad una macchina per la preparazione di infusi a base di caffà ̈ o orzo. La presente invenzione si riferisce in particolare ad una macchina per la preparazione di caffà ̈ espresso o di infusi similari avente più stadi per il riscaldamento dell'acqua o del liquido necessario alla preparazione dell'infuso.
Arte Nota
Sono note, in generale, le macchine per la preparazione di infusi come ad esempio quelle per la preparazione di caffà ̈ espresso, cui di qui in avanti si fa riferimento per comodità di descrizione.
Tali macchine comprendono, in genere, un boiler ed un dispositivo erogatore o camera di infusione per l'erogazione del caffà ̈ espresso, ad esempio, in una tazzina per caffà ̈. Nell'ambito delle macchine per caffà ̈ espresso sono note, in particolare, macchine che prevedono più stadi atti a permettere il riscaldamento dell'acqua necessaria alla preparazione del caffà ̈.
Ad esempio dalla pubblicazione EP_0465877_A1, a nome della Richiedente, à ̈ nota una macchina per la preparazione di caffà ̈ espresso in cui à ̈ prevista la presenza di un boiler come primo stadio di riscaldamento per portare la temperatura dell'acqua a valori compresi fra 95 e 98 °C ed un elemento riscaldante come secondo stadio di riscaldamento contenuto in un alloggiamento comprendente anche la camera di infusione ed atto a mantenere ad una temperatura controllata termostaticamente la camera d'infusione.
Una macchina similare à ̈ anche nota dalla pubblicazione US-A-5,551,331 in cui, in particolare, à ̈ previsto che il secondo stadio sia atto ad aumentare la temperatura della camera d'infusione qualora un sensore di temperatura rilevi che la temperatura di questa sia scesa al di sotto di un predeterminato valore.
Un problema comune a tutta l'arte nota à ̈ che il secondo stadio di riscaldamento, così come previsto, non permette di ottimizzare in modo fine la temperatura di preparazione del caffà ̈ a causa di fenomeni di inerzia termica tipici nel caso in cui si proceda a riscaldare con un dispositivo di riscaldamento un alloggiamento comprendente la camera d'infusione.
La Richiedente ha rilevato, in generale, che nessuna delle macchine per la preparazione di caffà ̈ espresso comprendente almeno due stadi di riscaldamento à ̈ in grado di garantire un controllo effettivo, istante per istante, della temperatura di erogazione del caffà ̈.
La Richiedente ha inoltre osservato che nessuna delle macchine note riesce ad ottimizzare completamente, per motivi di dimensionamento e configurazione delle parti interne, la potenza elettrica necessaria al proprio funzionamento.
Descrizione dell’Invenzione
Un primo scopo della presente invenzione à ̈, pertanto, quello di risolvere i problemi sopra esposti dell'arte nota, in particolare il problema del controllo istante per istante della temperatura di erogazione del caffà ̈.
Un ulteriore scopo della presente invenzione, associato al primo, à ̈ di realizzare una macchina per la preparazione di caffà ̈ che permetta, grazie alla predisposizione di più stadi di riscaldamento controllabili indipendentemente l'uno dall'altro e dimensionati opportunamente, di ridurre la potenza elettrica complessiva necessaria al funzionamento della macchina stessa.
Raggiunge lo scopo la macchina per la preparazione di infusi, in particolare caffà ̈ espresso, come rivendicata.
La presente invenzione riguarda anche un gruppo erogatore per macchine per la preparazione di infusi nonché un metodo per realizzare una macchina per la preparazione di infusi.
Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in merito all’invenzione.
In accordo ad una forma preferita di realizzazione la macchina per infusi comprende oltre ad un boiler per riscaldare un liquido necessario alla preparazione di infusi almeno un gruppo erogatore in cui sono previsti mezzi d'infusione ed una camera di accumulo associata a questi ed atta a riscaldare direttamente alla o alle temperatura di infusione il liquido e ad alimentare idraulicamente i mezzi d'infusione.
In accordo ad un'altra caratteristica della presente invenzione i mezzi d'infusione comprendono, alternativamente, un condotto d'infusione collegato alla camera di accumulo o una camera d'infusione collegata allo stesso.
In accordo ad un'ulteriore caratteristica della presente invenzione, la camera di accumulo comprende al proprio interno la camera d'infusione.
In accordo ad un'altra caratteristica della presente invenzione, la camera di accumulo comprende una quantità di liquido sostanzialmente pari a quella necessaria alla preparazione dell'infuso.
In accordo ad ancora un'altra caratteristica della presente invenzione la camera di accumulo comprende mezzi di riscaldamento del liquido dimensionati in modo da controllare dinamicamente, durante la fase di infusione, la temperatura d'infusione entro un determinato campo di temperature.
Descrizione Sintetica delle Figure
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferita di realizzazione fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio delle annesse figure, in cui elementi indicati con uno stesso o un simile riferimento numerico indicano elementi che hanno stessa o simile funzionalità e costruzione ed in cui:
Fig. 1 rappresenta uno schema generale di una macchina per caffà ̈ espresso secondo l'invenzione;
Fig. 2 rappresenta una vista prospettica schematica di un gruppo erogatore della macchina di Fig. 1;
Figg. 3A e 3B rappresentano viste schematiche in sezione del gruppo erogatore di Fig. 2.
Descrizione di una Forma Preferita di Realizzazione
Con riferimento alla Fig. 1 una macchina per caffà ̈ espresso (macchina) 10 in accordo al presente esempio di realizzazione comprende una caldaia o boiler 12, uno o più gruppi erogatori 14 con rispettivi beccucci 14a, atti a permettere la preparazione di caffà ̈ espresso, ed uno o più dispositivi per l'erogazione di cosiddetti servizi (dispositivi per servizi) 15, come ad esempio dispositivi per l'erogazione di servizi di acqua calda o vapore.
La macchina 10 comprende, inoltre, almeno un dispositivo utente o tastiera 11 atto a comandare l'erogazione del caffà ̈ e dei servizi ed un'unità di controllo 18 configurata, come verrà più avanti descritto in dettaglio, per controllare il funzionamento della caldaia 12, dei gruppi erogatori 14 e dei dispositivi per servizi 15.
Il boiler 12, di tipo noto, comprende, nella forma preferita di realizzazione, un'unità di riscaldamento 21 controllata in modo noto mediante un sensore 23, ad esempio un sensore di temperatura, dall'unità di controllo 18 ed à ̈ atto, ad esempio, ad alimentare direttamente con acqua calda o vapore i dispositivi per servizi 15.
Il boiler 12, preferibilmente, Ã ̈ alimentato, in modo noto, con acqua di rete che, in genere, ha temperature comprese fra 5 e 25 °C.
Il boiler 12 comprende, anche, nella forma preferita di realizzazione, un'unità scambiatore di calore (scambiatore di calore) 24 alimentata idraulicamente per mezzo di una pompa 19, ad esempio una pompa volumetrica; lo scambiatore d i c a l o r e à ̈ dimensionato in modo da contenere, preferibilmente, un volume di acqua o liquido compreso fra 300 e 400 cc a temperatura e pressione predeterminate.
Ancora più preferibilmente lo scambiatore di calore 24 à ̈ dimensionato in modo da contenere, nel caso di macchina con 4 gruppi erogatori, un volume di acqua di circa 350 cc; nello scambiatore di calore 24, l'acqua, in caso di erogazione dallo scambiatore di calore 24 al gruppo erogatore 14, fuoriesce dallo scambiatore di calore 24, ad esempio, ad una temperatura compresa fra 80-85 °C.
Lo scambiatore di calore 24 Ã ̈ collegato per mezzo di un condotto 25, di tipo noto, ad esempio un condotto in rame isolato termicamente, ai gruppi erogatori 14 di cui viene di seguito rappresentato e descritto un unico gruppo 14, essendo tali gruppi, nella forma preferita di realizzazione, fra loro identici.
Il gruppo erogatore 14 comprende, nella forma preferita di realizzazione, una camera di accumulo 41 (Fig. 1, Fig. 2, Figg. 3A e 3B), atta a contenere al proprio interno acqua da utilizzare per la preparazione del caffà ̈, ed una camera d'infusione 43, atta ad essere alimentata dalla camera di accumulo 41, quando à ̈ richiesta la preparazione del caffà ̈, per erogare caffà ̈ espresso in una tazzina per caffà ̈ per mezzo di un condotto 43b. In tale forma di realizzazione la camera d'infusione 43 realizza mezzi di infusione per la preparazione dell'infuso.
In accordo ad altre forme di realizzazione la camera d'infusione può non essere presente ed essere sostituita dal condotto 43b disposto in modo da essere compreso nel gruppo erogatore 14 ed essere atto a realizzare i mezzi di infusione per la preparazione dell'infuso sotto il controllo di un elettrovalvola di tipo noto.
Nel caso la camera d'infusione 43 sia presente, preferibilmente, questa à ̈ contenuta all'interno della camera di accumulo 41 ed opera in modo noto sotto il controllo di un'elettrovalvola 48 di tipo noto.
Ancora più preferibilmente la camera di accumulo 41 e la camera d'infusione 43 realizzano un gruppo erogatore 14 in cui la camera d'infusione 43 à ̈ concentrica alla camera di accumulo 41 o integrata nella camera di accumulo 41.
La camera di accumulo 41 comprende una sonda o sensore di temperatura 45 ed un elemento riscaldante 46 di potenza predeterminata collegati, in modo noto, all'unità di controllo 18.
L'elemento riscaldante à ̈ atto, in genere, a portare la temperatura dell'acqua a valori ottimali per la preparazione di caffà ̈ espresso, ad esempio valori compresi fra 88-95 °C. Preferibilmente, l'elemento riscaldante 46 à ̈ disposto in modo da essere distribuito all'interno dell'intera camera di accumulo 41 o di una parte di essa; ad esempio l'elemento riscaldante può avere, come evidenziato in Fig. 3b, forma ad anello semichiuso.
Preferibilmente, la camera di accumulo 41 ha un volume interno limitato rispetto alla potenza erogabile dall'elemento riscaldante (resistenza) 46 così da permettere un controllo della temperatura dell'acqua istante per istante.
Nella forma preferita di realizzazione la camera di accumulo 41 Ã ̈ collegata alla camera d'infusione, in modo noto, per mezzo di un condotto in uscita 41a dalla camera 41, dell'elettrovalvola 48 e di un condotto in ingresso 43a alla camera d'infusione 43.
In accordo ad altre forme di realizzazione in cui la camera d'infusione non à ̈ presente, il condotto 43b, che realizza i mezzi di infusione, à ̈ collegato direttamente al condotto 43a e di qui all'elettrovalvola 48, come nella forma preferita di realizzazione.
In tutti i casi, preferibilmente, la camera di accumulo 41 ha un ingresso 411, per l'acqua proveniente dallo scambiatore di calore, posto alla base della camera 41 ed un uscita 412 collegata al condotto di uscita 41a e posta alla sommità della camera 41, preferibilmente in posizione diametralmente opposta a quella dell'ingresso 411.
Tale configurazione, preferita, consente, come facilmente comprensibile per un tecnico del settore, di evitare la presenza di aria in corrispondenza della sommità della camera di accumulo, in cui à ̈ predisposta l'uscita 412, e di massimizzare il mescolamento dell'acqua in fase di erogazione per mantenere una temperatura omogenea, istante per istante, nella camera di accumulo 41.
Nella forma preferita di realizzazione la camera di accumulo ha pareti interne 42 configurate in modo da realizzare in tutto o in parte le pareti esterne della camera d'infusione 43.
Tale configurazione, preferibile, permette di minimizzare variazioni di temperatura fra l'acqua contenuta nella camera di accumulo e quella erogata in fase di preparazione del caffà ̈ in quanto l'acqua mantiene la parete interna o parete comune 42 fra camera di accumulo e camera di infusione alla temperatura determinata dalla resistenza 46 controllata dall'unità di controllo 18.
Utilizzando configurazioni del gruppo erogatore 14 come descritte e predisponendo, ad esempio, la camera di accumulo 41 con una capacità pari a quella necessaria alla preparazione di due tazzine di caffà ̈ (circa 100 cc) e la resistenza 46 con una potenza pari a 200 W, la Richiedente ha sperimentalmente rilevato che à ̈ possibile controllare variazioni di temperatura, sia come aumento che come diminuzione, di almeno 1 °C ogni 5 secondi di erogazione di caffà ̈ espresso.
Ad esempio, prendendo a riferimento, come noto ai tecnici del settore, che il tempo medio per l'erogazione di un caffà ̈ espresso à ̈ circa 25-30 secondi e che l'elemento riscaldante 46 presenta comunque una minima inerzia al riscaldamento, la Richiedente ha sperimentalmente rilevato che la disposizione del gruppo erogatore 21 come descritto permette di controllare dinamicamente durante l'erogazione del caffà ̈ escursioni o variazioni di temperatura entro un range o campo di temperature di /- 4-5 gradi.
Tali escursioni di temperatura possono essere controllate per mezzo dell'unità di controllo 18 e della resistenza 46 ad esso collegata, predisponendo e memorizzando nella stessa unità 18 opportuni parametri ed associando a tali parametri uno o più tasti della tastiera 11 così da disporre di diverse caratteristiche di erogazione del caffà ̈ espresso o di un particolare tipo di infuso.
La Richiedente ha anche osservato che la configurazione complessiva di macchina come descritta, che prevede la presenza di uno scambiatore di calore 24 nel boiler 12 e gruppi erogatori 14 fra loro indipendenti e provvisti di rispettive o corrispondenti camere di accumulo 41, permette di ridurre la potenza complessiva necessaria al funzionamento della macchina 10 rispetto a quella in genere prevista per macchine dotate di un solo stadio di riscaldamento disposto nel boiler.
Infatti, mentre le macchine note con un solo stadio di riscaldamento richiedono per l'erogazione di una coppia di tazzine di caffà ̈ espresso da un gruppo erogatore una potenza di circa 700 Watt, la macchina 10 secondo la presente invenzione richiede, sostanzialmente, per erogare una coppia di tazzine da un gruppo erogatore la potenza erogata dall'elemento riscaldante 46, dunque circa 200 Watt.
La Richiedente ha inoltre osservato che, vantaggiosamente, ciascun gruppo erogatore 14, essendo indipendente dagli altri gruppi erogatori eventualmente presenti nella macchina 10, può essere mantenuto acceso o spento in funzione del volume di attività richiesto senza per questo influire sull'attività dei dispositivi per servizi 15 o degli altri gruppi erogatori.
Il funzionamento della macchina 10 secondo l'invenzione à ̈ il seguente.
In condizioni di inattività della macchina 10 i gruppi erogatori 14 sono mantenuti spenti o in condizioni di basso consumo (standby) con temperatura costante prossima ai valori ottimali per la preparazione del caffà ̈ espresso, ad esempio 88 °C a pressione predeterminata.
In condizione di erogazione da parte di almeno un gruppo erogatore 14, a fronte dell'attivazione, ad esempio, di un tasto opportuno della tastiera 11, l'unità di controllo 18, sulla base di moduli di programma in essa memorizzati, ad esempio, in fase di progetto della macchina, procede, se necessario, ad attivare l'elemento riscaldante 46 della camera di accumulo 41 associata alla camera di infusione 43 da cui à ̈ richiesta l'erogazione del caffà ̈ espresso e, raggiunta la temperatura iniziale di erogazione, procede ad attivare l'elettrovalvola 48 in modo che l'acqua passi dalla camera di accumulo 41 alla camera d'infusione 43 e di qui nella tazzina per caffà ̈.
Naturalmente la temperatura iniziale della camera di accumulo può essere quella necessaria all'infusione, come previsto, ad esempio, in condizioni di standby, per cui l'attivazione del tasto opportuno può comportare l'immediata attivazione dell'elettrovalvola 48.
Durante l'erogazione l'unità di controllo 18, sulla base dei programmi in essa memorizzati, procederà a gestire, se così previsto, la temperatura dell'acqua variandola in un range predeterminato per ottenere caffà ̈ espresso con caratteristiche dipendenti dalla programmazione dell'unità di controllo 18.
In sintesi, grazie alla predisposizione di una camera di accumulo 41, in corrispondenza di ciascuna camera d'infusione 43, à ̈ possibile controllare la temperatura di erogazione dell'acqua e di conseguenza le caratteristiche del caffà ̈ espresso in termini di gusto e qualità .
Naturalmente, modifiche ovvie e/o varianti sono possibili alla descrizione di cui sopra, nelle forme, materiali, componenti e collegamenti così come nei dettagli della costruzione illustrata e del metodo di operare senza staccarsi dall'invenzione come precisata nelle rivendicazioni seguenti.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Macchina per infusi comprendente - un boiler (12) avente primi mezzi di riscaldamento (21) predisposti per riscaldare un liquido atto alla preparazione degli infusi, in particolare caffà ̈ espresso; - almeno un gruppo erogatore (14) comprendente; - mezzi d'infusione (43, 4 3 b) predisposti alla preparazione di infusi ed associati a secondi mezzi di riscaldamento (46) atti a riscaldare il liquido necessario alla preparazione degli infusi; caratterizzata da ciò che detto almeno un gruppo erogatore (14) comprende inoltre - una camera di accumulo (41) collegata idraulicamente a detti mezzi d'infusione (43, 43b) ed atta a contenere una determinata quantità del liquido; e da ciò che - detti secondi mezzi di riscaldamento (46) sono atti a riscaldare direttamente detto liquido contenuto in detta camera di accumulo (41) per alimentare idraulicamente detti mezzi d'infusione (43, 43b).
- 2. Macchina per infusi secondo la rivendicazione 1 caratterizzata da ciò che detti mezzi d'infusione (43) comprendono una camera d'infusione (43).
- 3. Macchina per infusi secondo la rivendicazione 2 caratterizzata da ciò che detta camera di accumulo (41) comprende al proprio interno detta camera d'infusione (43).
- 4. Macchina per infusi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3 caratterizzata da ciò che detta camera di accumulo à ̈ atta a contenere una quantità di liquido sostanzialmente pari a quella necessaria alla preparazione dell'infuso.
- 5. Macchina per infusi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4 caratterizzata dal fatto di comprendere - un unità di controllo (18) collegata a detti secondi mezzi di riscaldamento (46) ed atta a controllare, dinamicamente, con detti secondi mezzi di riscaldamento (46) variazioni di temperatura di infusione durante la preparazione dell'infuso.
- 6. Gruppo erogatore per una macchina per infusi, in particolare per una macchina per caffà ̈ espresso, comprendente - mezzi d'infusione (43, 43b) predisposti alla preparazione di infusi ed associati a corrispondenti mezzi di riscaldamento (46); caratterizzata dal fatto di comprendere - una camera di accumulo (41) collegata idraulicamente a detti mezzi d'infusione (43, 43b) e comprendente detti mezzi di riscaldamento (46), detti mezzi di riscaldamento (46) essendo atti a riscaldare direttamente detto liquido contenuto in detta camera di accumulo (41) per alimentare idraulicamente detti mezzi d'infusione (43, 43b).
- 7. Gruppo erogatore secondo la rivendicazione 6 caratterizzato da ciò che detti mezzi d'infusione comprendono una camera d'infusione (43).
- 8. Gruppo erogatore secondo la rivendicazione 7 caratterizzato da ciò che detta camera di accumulo (41) comprende al proprio interno detta camera d'infusione (43).
- 9. Gruppo erogatore secondo la rivendicazione 7 caratterizzato da ciò che detta camera d'infusione (43) à ̈ concentrica a detta camera di accumulo (41) o integrata in detta camera di accumulo (41).
- 10. Gruppo erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 9 in cui detti mezzi di riscaldamento (46) sono disposti in modo da essere distribuiti all'interno dell'intera camera di accumulo (41) o di una parte di essa.
- 11. Metodo per la realizzazione di una macchina per la preparazione di infusi, in particolare per la preparazione di caffà ̈ espresso, detta macchina comprendendo almeno un boiler (12) ed almeno un gruppo erogatore (14), il metodo comprendendo la fase di - predisporre in corrispondenza del boiler (12) un primo stadio di riscaldamento (21) per riscaldare un liquido necessario alla preparazione degli infusi con detto gruppo erogatore (14); ed essendo caratterizzato dalla fase di - predisporre in corrispondenza del gruppo erogatore (14) un secondo stadio di riscaldamento (46) ed una camera di accumulo (41) in cui riscaldare direttamente con detto secondo stadio di riscaldamento (46) il liquido a valori di temperatura corrispondenti alla temperatura d'infusione.
- 12. Metodo secondo la rivendicazione 11 comprendente l'ulteriore fase di - predisporre mezzi di controllo (45, 18) per controllare durante la preparazione degli infusi, in modo dinamico, con detto secondo stadio di riscaldamento (46), la temperatura d'infusione entro un determinato campo di temperature.
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