BR112019025335B1 - Máquina automática para preparação de bebidas quentes - Google Patents

Abstract

É descrita uma máquina automática para preparação de bebidas quentes, compreendendo um circuito hidráulico de fornecimento de água (7), tendo um primeiro ramo (8) para conectar uma fonte de água (2) e um aquecedor de água (3), um segundo ramo (9) para conectar o aquecedor de água (3) e um conjunto de distribuição de bebidas quentes (4), um terceiro ramo (28) para conectar o primeiro ramo (8) e o segundo ramo (9), e um dispositivo compreendendo válvula (29) para controlar seletivamente o fornecimento de água no terceiro ramo (28), em função de um sinal proveniente de um sensor de temperatura de água (26) disposto de maneira a medir a temperatura da água em uma saída do aquecedor de água (3).

Description

REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[001] Este pedido de patente reivindica a prioridade do Pedido de Patente Italiana N° 102017000059018, depositado em 30 de maio de 2017.

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção se refere a uma máquina automática para preparação de bebidas quentes.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] Máquinas automáticas para preparação de bebidas quentes já conhecidas compreendem uma fonte de água; um aquecedor de água para aquecer água; um conjunto de distribuição de bebidas quentes; e um circuito hidráulico de fornecimento de água compreendendo um primeiro ramo para conectar a fonte de água e o aquecedor de água, um segundo ramo para conectar o aquecedor de água e o conjunto de distribuição de bebidas quentes, e um terceiro ramo para conectar o conjunto de distribuição de bebidas quentes e um receptáculo para a bebida quente.

[004] Geralmente, o conjunto de distribuição de bebidas quentes compreende uma pluralidade de dispositivos de distribuição para distribuir respectivos tipos de bebidas quentes, como por exemplo café, chocolate, chá ou similares.

[005] O primeiro ramo compreende um tanque de água, uma primeira seção de fornecimento de água que se estende entre a fonte de água e o tanque de água, uma segunda seção de fornecimento de água que se estende entre o tanque de água e o aquecedor de água, e uma bomba de fornecimento de água disposta ao longo da segunda seção de fornecimento de água para fazer circular água no circuito hidráulico de fornecimento de água.

[006] O segundo ramo do circuito hidráulico de fornecimento de água compreende um coletor de fornecimento de água conectado à caldeira de água, e, para cada dispositivo de distribuição, um respectivo conduto de fornecimento de água conectado ao coletor de fornecimento de água através de um conjunto de válvulas configurado para controlar seletivamente o fornecimento de água do conduto de fornecimento de água.

[007] O terceiro ramo compreende, para cada dispositivo de distribuição, um respectivo conduto para fornecer uma bebida quente ao receptáculo de bebida.

[008] O aquecedor de água está associado a um primeiro sensor de temperatura de água que mede a temperatura da água no aquecedor de água, e um segundo sensor de temperatura de água que mede a temperatura da água em uma saída do aquecedor de água.

[009] O documento US 2017 / 035236 A1 descreve uma máquina automática para preparação de bebidas frias compreendendo uma unidade de fornecimento de água, meios de resfriamento de água dispostos a jusante da unidade de fornecimento de água, meios de distribuição de bebidas frias dispostos a jusante dos meios de resfriamento de água, meios compreendendo válvulas dispostos a jusante dos meios de resfriamento de água e a montante dos meios de distribuição de bebida fria, e uma unidade eletrônica de controle adaptada para operar os meios compreendendo válvulas, para direcionar a água proveniente dos meios de resfriamento de água para um circuito de retorno até os meios de resfriamento água, para realizar outro resfriamento de água até que a água resfriada alcance uma predeterminada temperatura.

[010] Em uma forma de incorporação, a temperatura da água a jusante dos meios de resfriamento de água pode ser medida através de um primeiro sensor de temperatura disposto a montante dos meios compreendendo válvulas, e em particular em uma saída de água dos meios de resfriamento de água, de modo a que, depois que a temperatura da água resfriada medida pelo primeiro sensor de temperatura alcança uma predeterminada temperatura de ponto de ajuste, ajustada por exemplo na unidade de controle eletrônico através de um padrão predeterminado ou por um usuário, a unidade de controle eletrônico opera os meios compreendendo válvulas para direcionar a água proveniente dos meios de resfriamento de água para os meios de distribuição de bebidas frias.

[011] Em uma forma de incorporação alternativa, a temperatura da água a jusante dos meios de resfriamento de água não é medida, porém a unidade de controle eletrônico está adaptada para operar os meios compreendendo válvulas de acordo com predeterminados padrões de tempo, que podem ficar armazenados em uma memória da unidade de controle eletrônico como programas armazenados, e que são calculados com base em ciclos de trabalho anteriores ou em experimentações específicas (of-line), de modo a assegurar que a temperatura da água alcance a predeterminada temperatura de ponto de ajuste.

[012] O documento EP 2757925 A1 descreve uma máquina automática para preparação de bebidas quentes ou frias através de interação entre um ingrediente da bebida com água quente ou fria, compreendendo uma fonte de água, uma bomba de água conectada à fonte de água para bombear a água a partir da fonte de água, um aquecedor de água para aquecer a água bombeada, um resfriador de água para resfriar a água bombeada, pelo menos uma saída de água, um tubo de fornecimento de água que conecta a saída de água ao aquecedor de água e ao resfriador de água, e um dispositivo para esvaziar o tubo de fornecimento de água e a saída da água depois após uma bebida ser distribuída.

OBJETIVO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[013] As máquinas automáticas para preparação de bebidas quentes acima descritas apresentam vários inconvenientes, que derivam principalmente do fato de que a inatividade da máquina resulta no resfriamento do segundo ramo e, assim, na diminuição da temperatura da água em uma saída do aquecedor de água e no coletor de fornecimento de água para um valor inferior a uma temperatura limite necessária para uma distribuição apropriada da bebida quente.

[014] É um objetivo da presente invenção prover uma máquina automática para preparação de bebidas quentes que seja livre das desvantagens acima mencionadas e que seja barata e fácil de usar.

[015] De acordo com a presente invenção, é provida uma máquina automática para preparação de bebidas quentes conforme reivindicada nas reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] A presente invenção será agora descrita com referência aos desenhos anexos, que ilustram uma forma de incorporação não limitativa da mesma, onde: - A figura 1 mostra esquematicamente uma forma de incorporação preferida de uma máquina automática para preparação de bebidas quentes; e - A figura 2 mostra esquematicamente um detalhe da máquina automática para preparação de bebidas quentes da figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE FORMAS DE INCORPORAÇÃO PREFERIDAS DA INVENÇÃO

[017] A presente invenção será agora descrita em detalhes com referência às figuras anexas, de modo a permitir que um especialista na técnica a fabrique e utilize. Várias modificações nas formas de incorporação descritas serão imediatamente óbvias para os especialistas na técnica, e os princípios gerais descritos podem ser aplicados a outras formas de incorporação e aplicações sem fugir do escopo de proteção da presente invenção conforme definido nas reivindicações anexas. Assim, a presente invenção não deve ser considerada limitada às formas de incorporação descritas e ilustradas, mas deve abranger o mais amplo escopo de proteção de acordo com as características descritas e reivindicadas.

[018] Com referência às figuras 1 e 2, uma máquina automática para preparação de bebidas quentes é referenciada como um todo pelo número de referência 1.

[019] Na forma de incorporação mostrada, a máquina automática para preparação de bebidas quentes 1 compreende uma fonte de água; uma válvula solenóide de dosagem pneumática 2 conectada à rede de distribuição de água; um aquecedor de água 3; e um conjunto de distribuição de bebidas quentes 4.

[020] O conjunto de distribuição de bebidas quentes 4 compreende uma pluralidade de dispositivos de distribuição 5 de um tipo já conhecido (na forma de incorporação mostrada, há quatro dispositivos), para distribuir respectivos tipos de bebidas quentes, por exemplo café, chocolate, chá ou similares, em um receptáculo de bebida 6.

[021] Na forma de incorporação mostrada, os dispositivos de distribuição 5 compreendem dispositivos de mistura (de um tipo já conhecido) configurados para receberem a água proveniente do aquecedor de água 3, para misturar a água com um produto em pó fornecido ao dispositivo de distribuição 5, e distribuir a bebida quente associada; e um conjunto de infusão (de um tipo já conhecido) configurado para produzir bebidas por meio de um processo de percolação forçada de água quente através de uma dose de um material em pó ou na forma de folhas.

[022] A máquina automática para preparação de bebidas quentes 1 compreende ainda um circuito hidráulico 7 incluindo um primeiro ramo 8 para conectar a válvula solenóide 2 e o aquecedor de água 3, um segundo ramo 9 para conectar o aquecedor de água 3 e o conjunto de distribuição de bebidas quentes 4, e um terceiro ramo 10 para conectar o conjunto de distribuição de bebidas quentes 4 e o receptáculo de bebida 6.

[023] O primeiro ramo 8 compreende um tanque de água 11, uma primeira seção de fornecimento de água 12 que se estende entre a válvula solenóide 2 e o tanque de água 11, e uma segunda seção de fornecimento de água 13 que se estende entre o tanque de água 11 e o aquecedor de água 3.

[024] O tanque de água 11 compreende um flutuador 14 montado no tanque de água 11 dotado de uma parte móvel de um comutador 15, cuja parte fixa está montada fora do tanque de água 11.

[025] O comutador 15 está conectado a uma unidade de controle eletrônico 16 configurada para controlar seletivamente a operação da válvula solenóide 2 em função de um sinal do comutador 15.

[026] Em caso de falha do comutador 15, a válvula solenóide 2 é fechada pela água descarregada para fora do tanque de água 11 através de um conduto de transbordamento 17, o qual se estende entre o tanque de água 11 e a válvula solenóide 2.

[027] Com relação ao que foi descrito acima, deve ser entendido que o tanque de água 11 serve para um propósito duplo dentro do circuito hidráulico 7: por um lado, ele constitui um dispositivo de segurança para higiene, porque o ar no tanque de água 11 acima da superfície livre da água evita que bactérias presentes na máquina 1 retornem à rede de distribuição de água; e por outro lado, ele é uma reserva de água, que, no caso de uma interrupção no fornecimento de água proveniente da rede de distribuição de água durante a distribuição de uma bebida quente, permite que a máquina 1 complete o processo de preparação da bebida, sem parar repentinamente.

[028] A segunda seção de fornecimento de água 13 do primeiro ramo 8 compreende um par de filtros 18 dispostos em série, um medidor de taxa de fluxo 19 disposto entre os filtros 18, e uma bomba de fornecimento de água 20 disposta entre os filtros 18 e o aquecedor de água 3.

[029] Por último, o primeiro ramo 8 compreende uma seção de recirculação 21 para fazer recircular água de volta para uma entrada da bomba de água 20, quando a pressão da água no aquecedor de água 3 for maior do que um determinado limiar de pressão.

[030] O segundo ramo 9 compreende um coletor de fornecimento de água 22 conectado ao aquecedor de água 3, e, para cada dispositivo de distribuição 5, um respectivo conduto de fornecimento de água 23, que se estende entre o coletor de fornecimento de água 22 e o respectivo dispositivo de distribuição 5, e que está conectado ao coletor de fornecimento de água 22 através de uma válvula solenóide 24 conectada à unidade de controle eletrônico 16.

[031] As válvulas solenóides 24 ficam dispostas uma adjacente à outra de modo a formarem um conjunto de válvulas compacto, tendo respectivas entradas conectadas em paralelo ao coletor de fornecimento de água 22, e tendo respectivas saídas conectadas a condutos de fornecimento 23 correspondentes.

[032] As válvulas solenóides 24 ficam unidas fisicamente, de modo que os respectivos condutos internos definem, como um todo, o coletor de fornecimento de água 22.

[033] Além disso, o coletor de fornecimento de água 22 possui preferencialmente uma extremidade de entrada diretamente conectada a um conduto de saída do aquecedor de água 3.

[034] Conforme mostrado na figura 2, um sensor de temperatura de água 25 está associado ao aquecedor de água 3 e eletricamente conectado à unidade de controle eletrônico 16, para medir a temperatura da água em uma saída do aquecedor de água 3. De preferência, o sensor de temperatura de água 26 fica disposto ao longo do conduto de saída do aquecedor de água 3, com tal conduto de saída estando conectado à extremidade de entrada do coletor de fornecimento de água 22. Em uma forma de incorporação diferente, um outro sensor de temperatura de água 26 pode estar associado ao aquecedor de água 3 e conectado eletricamente à unidade de controle eletrônico 16, para medir a temperatura da água no aquecedor de água 3.

[035] O terceiro ramo 10 compreende, para cada dispositivo de distribuição 5, um respectivo conduto de fornecimento de água 27 que se estende entre o receptáculo para bebida 6 e o dispositivo de distribuição 5.

[036] O circuito hidráulico 7 compreende ainda um quarto ramo 28, que se estende entre o coletor de fornecimento de água 22, em particular no segundo ramo 9, e o tanque de água 11, em particular no primeiro ramo 8, estando conectado ao coletor de fornecimento de água 22 através de uma válvula solenóide de recirculação 29, conectada à unidade de controle eletrônico 16.

[037] De preferência, a válvula solenóide 29 está disposta adjacente e paralelamente às válvulas solenóides 24 em uma extremidade do coletor de fornecimento de água 22, oposta à extremidade de entrada do mesmo coletor de fornecimento de água 22, fazendo assim a válvula solenóide 29 ficar disposta a jusante das válvulas solenóides 24, em uma direção na qual a água quente flui para o coletor de fornecimento de água 22.

[038] Em uma forma de incorporação não ilustrada, o quarto ramo 28 se estende entre a válvula solenóide 29 e a segunda seção de fornecimento de água 13, e está conectado a montante da bomba de água 20 em uma direção 30 na qual a água flui para a segunda seção de fornecimento de água 13.

[039] Durante a operação, quando a bomba de água 20 é operada, quando a temperatura da água medida pelo sensor de temperatura de água 26 na saída do aquecedor 3 for inferior a uma determinada temperatura limite, a unidade de controle eletrônico 16 faz com que as válvulas solenóides distribuidoras 24 se fechem e a válvula solenóide de recirculação 29 se abra, prevenindo assim que a água quente flua a partir do aquecedor de água 3 para o conjunto de distribuição de bebida quente 4, porém fazendo com que a água quente seja recirculada para o tanque de água 11. Desta forma, fluindo desde o aquecedor de água 3 até o quarto ramo 28, a água flui ao longo do coletor de fornecimento de água 22, com o consequente aquecimento deste último e da válvula solenóide de distribuição 24.

[040] Ao contrário, quando a temperatura da água medida pelo sensor de temperatura de água 26 na saída do aquecedor 3 for pelo menos igual à temperatura limite acima mencionada, a unidade de controle eletrônico 16 faz com que as válvulas solenóides de distribuição 24 se abram seletivamente e a válvula solenóide de recirculação 29 se feche, de modo a fazer com que a água seja fornecida a partir do aquecedor de água 3 para os dispositivos de distribuição 5.

[041] Em um modo de operação, a unidade de controle eletrônico 16 está configurada para fazer com que as válvulas solenóide 24 se fechem e a válvula solenóide 29 se abra, quando a máquina automática para preparação de bebidas quentes 1 é religada após um período de tempo de inatividade.

[042] Em um modo de operação adicional, a unidade de controle eletrônico 16 está configurada para fazer com que as válvulas solenóide 24 se fechem e a válvula solenóide 29 se abra, após um período de tempo de inatividade ajustável da máquina automática para preparação de bebidas quentes 1.

[043] A máquina automática para preparação de bebidas quentes 1 apresenta diversas vantagens, que derivam principalmente do fato de que a recirculação de água quente, proveniente do aquecedor de água 3 passando através da válvula solenóide 29 e ao longo do quarto ramo 28, permite que o coletor de fornecimento de água 22 e as válvulas solenóide de distribuição 24 sejam aquecidos durante e / ou depois de um período de tempo de inatividade da máquina automática para preparação de bebidas quentes 1, e que as bebidas quentes sejam distribuídas adequadamente somente quando a temperatura da água na saída do aquecedor de água 3, medida pelo sensor de temperatura de água 26, for pelo menos igual à temperatura limite acima mencionada.

Claims (5)

1. MÁQUINA AUTOMÁTICA PARA PREPARAÇÃO DE BEBIDAS QUENTES (1), compreendendo uma fonte de água (2); um aquecedor de água (3) para aquecer água; um conjunto de distribuição de bebidas quentes (4); e um circuito hidráulico de fornecimento de água (7), compreendendo um primeiro ramo (8) para conectar a fonte de água (2) e o aquecedor de água (3), um segundo ramo (9) para conectar o aquecedor de água (3) e o conjunto de distribuição de bebidas quentes (4), pelo menos um primeiro dispositivo compreendendo válvulas eletronicamente controlável (24) para fornecer água seletivamente para o segundo ramo (9), e um sensor de temperatura de água (26) para medir a temperatura de água em uma saída do aquecedor de água (3); o circuito hidráulico de fornecimento de água (7) compreendendo ainda um ramo (28) adicional para conectar o primeiro ramo (8) e o segundo ramo (9); caracterizada por o circuito hidráulico de fornecimento de água (7) compreender ainda um segundo dispositivo compreendendo válvula eletronicamente controlável (29) para fornecer água seletivamente para o dito ramo (28) adicional; com o segundo ramo (9) compreendendo um coletor de fornecimento de água (22) disposto entre o aquecedor de água (3) e os primeiro e segundo dispositivos compreendendo válvulas (24, 29), em que os primeiro e segundo dispositivos compreendendo válvulas (24, 29) possuem respectivas entradas de água conectadas ao coletor de fornecimento de água (22); o conjunto de distribuição (4) compreendendo uma pluralidade de dispositivos de distribuição (5) para distribuir respectivos tipos de bebidas quentes; e o circuito hidráulico de fornecimento de água (7) compreendendo uma pluralidade de referidos primeiros dispositivos compreendendo válvulas (24), um para cada dispositivo de distribuição (5); os primeiros dispositivos compreendendo válvulas (24) estando dispostos adjacentes entre si de modo a formarem um conjunto de válvulas compacto, tendo respectivas entradas conectadas em paralelo ao coletor de fornecimento de água (22), e tendo respectivas saídas conectadas a respectivos dispositivos de distribuição (5); os primeiros dispositivos compreendendo válvulas (24) estando unidos fisicamente, de modo a que os respectivos condutos internos definam, como um todo, o coletor de fornecimento de água (22); com o segundo dispositivo compreendendo válvula (29) estando disposto a jusante do primeiro dispositivo compreendendo válvulas (24) na direção ao longo da qual a água quente flui para o coletor de fornecimento de água (22); a citada máquina (1) compreendendo ainda uma unidade de controle eletrônico (16) eletricamente conectada ao sensor de temperatura de água (26) e aos primeiro e segundo dispositivos compreendendo válvulas (24, 29), e configurada para controlar os primeiro e segundo dispositivos compreendendo válvulas (24, 29) com base na temperatura da água na saída do aquecedor de água (3), para fazer com que, até que os primeiro e segundo dispositivos compreendendo válvulas (24, 29) atinjam um regime térmico predeterminado, a água quente seja impedida de ser fornecida para o conjunto de distribuição de bebidas quentes (4) através do segundo ramo (9) e do primeiro dispositivo compreendendo válvulas (24), porém seja fornecida ao ramo (28) adicional através do segundo dispositivo compreendendo válvula (29), para aquecer os primeiro e segundo dispositivos compreendendo válvulas (24, 29) e deixá-los atingir o referido regime térmico predeterminado.

2. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a unidade de controle eletrônico (16) estar ainda configurada para fazer com que o primeiro dispositivo compreendendo válvulas (24) se feche e o segundo dispositivo compreendendo válvula (29) se abra, quando a temperatura da água na saída do aquecedor (3) for mais baixa do que uma temperatura limite, de modo a aquecer os primeiro e segundo dispositivos compreendendo válvulas (24, 29) e deixá-los atingir o referido regime térmico predeterminado, e fazer com que o primeiro dispositivo compreendendo válvulas (24) se abra e o segundo dispositivo compreendendo válvula (29) se feche, quando a temperatura da água na saída do aquecedor (3) for superior ou igual a uma temperatura limite, de modo a fazer com que a água quente do aquecedor (3) seja fornecida para o conjunto de distribuição (4).

3. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o primeiro ramo (8) compreender um tanque de água (11), uma primeira seção de fornecimento de água (12) que se estende entre a fonte de água (2) e o tanque de água (11), e uma segunda seção de fornecimento de água (13) que se estende entre o tanque de água (11) e o aquecedor de água (3); com dito ramo (28) adicional estando conectado entre uma saída do segundo dispositivo compreendendo válvula (29) e o tanque de água (11) e a segunda seção de fornecimento (13).

4. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o circuito hidráulico de fornecimento de água (7) compreender ainda um conduto de transbordamento (17) para fazer recircular a água proveniente do tanque de água (11) para a fonte de água (2).

5. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o segundo dispositivo compreendendo válvula (29) estar disposto adjacente e paralelamente às válvulas solenóides (24), em uma extremidade do coletor de suprimento de água (22) oposta à extremidade de entrada do coletor de fornecimento de água (22), de modo a formar um conjunto de válvulas compacto com os primeiros dispositivos compreendendo válvulas (24).