ES2209095T3 - Cafetera. - Google Patents
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Abstract
EN UNA CAFETERA DE FILTRO SE PROPONE ADEMAS DE UN SISTEMA PARA GENERAR EL AGUA DE ESCALDADO (A) UN SISTEMA DE ESTRUCTURA AUTONOMA PARA GENERAR VAPOR (B). EL ELEMENTO CENTRAL DE ESTE CONJUNTO ES UN DEPOSITO DE AGUA (10) QUE SE PUEDE LLENAR CON AGUA FRESCA, CUYA SALIDA ESTA EN COMUNICACION CON UN ELEMENTO CALENTADOR (2).
Description
Cafetera.
La invención se refiere a una cafetera de filtro
realizada conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
En el presente caso se designa como cafetera de
filtro una cafetera en la que el agua de escaldar fluye sin presión
por el efecto de la gravedad a través del café molido recogido en
un filtro. Para calentar e impulsar el agua, estas cafeteras de
filtro llevan un elemento calentador que actúa como un calentador
continuo. No se necesita ninguna bomba, ya que, de acuerdo con los
principios de la termodinámica el agua se dilata al calentarse y
fluye a intervalos a través de un tubo ascendente hasta una salida
desde la cual, a continuación, puede pasar a través del café
molido. Es deseable que esta clase de cafeteras dispongan además de
una salida de vapor mediante la cual se puedan calentar bebidas,
como por ejemplo, la leche.
Por la patente DE 195 45 11 se conoce una máquina
para preparar bebidas escaldadas en forma de una cafetera que lleva
un dispositivo generador de vapor. Ésta está dotada de un
calentador de agua calentado eléctricamente que está realizado como
un calentador continuo, y que genera una mezcla de agua y vapor. El
calentador continuo está combinado con un separador de vapor
mediantte el cual se puede separar e vapor de la mezcla de
vapor-agua. El vapor que se ha separado se conduce
directamente a través de una conducción de vapor a una tobera de
espumado, mientras que el agua que ha sido separada en el separador
de vapor vuelve, a través de un tubo de drenaje, al tubo de salida
que va desde el depósito de agua al calentador continuo. El
inconveniente de una máquina para preparar bebidas escaldadas
realizada de esta manera estriba en que solamente se puede producir
vapor cuando se haya cargado agua en el depósito de agua. Ahora
bien si con la cafetera de filtro se había preparado previamente
café-filtro, entonces el depósito de agua está siempre vacío, ya
que para el proceso de escaldado se utiliza siempre por principio
toda el agua del depósito así como el agua que eventualmente se
haya recogido en el separador de vapor. Por lo tanto, después de un
ciclo de preparación del café es preciso volver a cargar
previamente agua en el depósito de agua antes de poder producir
vapor.
Por la patente DE 35 37 063 se conoce otra
cafetera de filtro designada como calentador eléctrico de bebidas,
que está dotada de un dispositivo para producir vapor. Este
dispositivo comprende un separador de vapor, cuya salida de agua
está en comunicación con la tubería de agua fría que va desde el
depósito de agua fresca al calentador continuo, de manera que el
agua separada por el calentador continuo vuelve a fluir nuevamente
a la tubería de agua fría. También en esta forma de realización de
una cafetera de filtro es preciso por lo tanto que después de un
ciclo de preparación del café haya que cargar primeramente de nuevo
el depósito de agua, antes de poder producir vapor.
Otro inconveniente de las cafeteras realizadas
conforme a esta especie consiste en que el dispositivo para la
producción de vapor supone siempre una solución de compromiso, ya
que utiliza el mismo dispositivo tanto para la producción de agua
para escaldar como de vapor.
Por último, por la patente DE 42 40 429 A1 se
conoce una cafetera con una unidad de escaldado realizada como
centrifugadora de filtro. El depósito de agua está dotado de una
cámara principal y de una cámara secundaria. La cámara principal
está en comunicación con un calentador continuo, mientras qque la
cámara secundaria tiene asignada una caldera. En el espacio para
el vapor de la caldera va conectada una tubería para la salida del
vapor destinada a la salida del vapor. Desde el calentador continuo
va un tubo ascendente a un acumulador intermedio, que está unido a
la centrifugadora de filtro por medio de un tubo de aspiración. En
el ejemplo de realización según la figura 4 se ha previsto un
depósito de agua de dos partes. La cámara principal de este depósito
de agua vuelve a estar en comunicación con un elemento calentador
realizado como calentador continuo, mientras que la cámara
secundaria está en comunicación con la caldera, que sirve para
generar vapor. El elemento calentador y la caldera están unidos
formando un componente de forma anular. A la salida de la caldera
va conectada, por una parte, la tubería de salida del vapor y, por
otra parte, una tubería que está en comunicación con la cámara
principal del depósito de agua.
Es por lo tanto objetivo de la invención
perfeccionar una cafetera de filtro según el preámbulo de la
reivindicación 1, de tal manera que se pueda generar vapor en todo
momento, con independencia del nivel de llenado del depósito de
agua fresca.
Este objetivo se consigue gracias a las
propiedades relacionadas en las características de la
reivindicación 1.
La idea básica del dispositivo propuesto para la
generación de vapor consiste, por una parte, en que además del
depósito de agua fresca propiamente dicho se ha previsto un segundo
depósito de agua que puede cargarse con agua fresca, desde el cual
se toma el agua necesaria para la producción de vapor. Por lo demás,
el dispositivo para la producción de vapor es independiente del
dispositivo para la producción de agua de escaldar, estando
realizado éste en circuito cerrado. Mediante esta configuración
independiente se puede efectuar la adaptación óptima del
dispositivo para la producción de vapor de acuerdo con el problema
planteado. Para asegurar finalmente que el vapor producido sea lo
más seco posible, se propone que el depósito de agua esté realizado
al mismo tiempo como separador de vapor.
Unas formas preferidas de realización de la
invención se describen en las reivindicaciones dependientes 2 a
11.
Por último se propone, en un perfeccionamiento
preferido de la cafetera, dotar al depósito de agua, realizado como
separador de vapor, de unos medios que aseguren que al producir el
vapor reine una sobrepresión en el interior del depósito de agua.
Mediante esta sobrepresión se favorece una producción de vapor
uniforme.
A continuación se describe con mayor detalle un
ejemplo de realización de la invención sirviéndose de los dibujos.
En estos dibujos puede verse:
Figura 1 la disposición de principio de una
cafetera de filtro con un dispositivo para la producción de vapor,
en un primer régimen de funcionamiento;
Figura 2 la cafetera de filtro según la figura 1,
en un segundo régimen de funcionamiento;
y
Figura 3 la cafetera de filtro según la figura 3,
en un tercer régimen de funcionamiento.
Mediante la figura 1, que muestra la cafetera de
filtro en una representación esquemática, se trata de explicar con
mayor detalle la disposición de principio de la cafetera. En el
régimen de funcionamiento representado en la figura 1 se utiliza la
cafetera para producir vapor.
Al igual que las cafeteras de filtro actuales,
también la cafetera realizada de acuerdo con la invención lleva una
dispositivo para la producción de agua de escaldar A. Este
dispositivo A comprende un depósito de agua fresca 1, un elemento
calentador 2 dotado de una espiral de calentamiento eléctrico, un
tramo de tubo 3 que pasa junto al elemento calentador 2, un
selector 5 así como una salida de agua caliente 6. Además están
previstas una tubería de agua fría 28, una tubería de agua de
escaldar 29, una válvula de retención 26 dispuesta en la tubería de
agua fría 28 así como un órgano de cierre 27.
Además del dispositivo para la producción de agua
de escaldar A está previsto un dispositivo independiente para la
producción de vapor B, que se compone esencialmente de un segundo
tramo de tubería 4, que pasa a lo largo del elemento calentador 2,
un depósito de agua 10 y una salida de vapor 7. El depósito de agua
10 está realizado al mismo tiempo como un separador de vapor, para
lo cual la salida 20 del segundo tramo de tubería 4 desemboca en el
depósito de agua 10 a través de una conducción 22. En la salida de
vapor 33 del depósito de agua 10 está previsto un estrechamiento de
la sección 13, que asegura que en el depósito de agua 10 se puede
desarrollar una cierta sobrepresión.
Para llenar el depósito de agua 10 éste lleva en
su parte superior un orificio de llenado 8. Por el interior del
depósito de agua 10 pasa un tubo ascendente 14, cuyo orificio de
salida 24 está dispuesto por encima del nivel de llenado máximo. En
la salida de agua 23 del depósito de agua 10 están previstos un
estrechamiento 15, una válvula de retención 16 y un órgano de cierre
17 que está en comunicación activa con el selector 5. La salida de
agua 23 del depósito de agua 10 está comunicada por medio de una
tubería 18 con el extremo del lado de entrada 19 del segundo tramo
de tubería 4. Mediante la disposición descrita en la que el
dispositivo para la producción de vapor B está realizado como
circuito cerrado, el agua necesaria para la producción del vapor se
toma directamente del depósito de agua 10. De esta manera se puede
producir vapor incluso después de escaldar café, sin que sea
necesario rellenar previamente el depósito de agua fresca 1. En el
depósito de agua 10, las partículas de agua arrastradas por el
vapor se separan, de manera que en la salida de vapor 7 se dispone
de vapor seco.
Para mayor claridad, el elemento calentador 2 y
los dos tramos de tubería 3, 4 que pasan a lo largo del elemento
calentador están representados en una vista desde arriba, mientras
que todos los elementos restantes están representados en una vista
lateral.
Un tubo ascendente 32 que entra en el depósito de
agua fresca 1 está en comunicación con la tubería de vapor 22 a
través de una tubería 31 dotada de otra válvula de paso 30. La
tubería 31 está prevista para descargar en caso de necesidad la
sobrepresión que exista en la tubería de vapor 22 y en el depósito
de agua 10.
Para recibir el café molido que se trata de
escaldar está previsto un embudo de filtro F y para la bebida de
café terminada, una jarra de café designada por K. Encima del
elemento calentador 2 está dispuesta en forma conocida una placa
calentadora H, que está representada debajo de la jarra de café en
una vista lateral, y que asimismo aparece indicada también en
planta mediante una línea de puntos. Las tuberías de unión
dibujadas simplemente como líneas 18, 22, 28, 29, en el interior de
la cafetera, son preferentemente tubos flexibles.
Dado que el principio de funcionamiento de las
cafeteras de filtro, con esta disposición, ya es conocido, a
continuación se trata únicamente de los elementos esenciales
relacionados con la invención, y con su funcionamiento.
Cuando el selector se encuentra en la posición
derecha dibujada en la figura 1, "vapor", entonces sale agua
del depósito de agua 10 a través de la válvula de retención 16, del
órgano de cierre abierto 17 y de la tubería de unión 18, al segundo
tramo de tubería 4, donde se evapora. Este vapor pasa a través de la
tubería de conexión 22 al depósito de agua 10, donde se separan las
partículas de agua arrastradas. A través de la salida de vapor 33
del depósito de agua 10, el vapor pasa a través de la tubería de
salida de vapor 25 a la tobera de vapor 7, a través de la cual
puede salir finalmente al exterior. Con el fin de que en el
interior del depósito de agua 10 se pueda formar una cierta
sobrepresión y para evitar el escape de vapor del depósito de agua
10 a través de la entrada de agua fresca 8, se ha previsto una
válvula 21. La válvula 21 actúa al mismo tiempo como válvula de
sobrepresión 21, que por razones de seguridad abre cuando se supere
un valor teórico predeterminado.
Debido al estrechamiento 15 en la salida de agua
del depósito de agua 10 se limita de tal manera la cantidad de agua
alimentada al segundo tramo de tubería 4 que la potencia calorífica
del elemento calentador 2 sea suficiente para evaporar
prácticamente en su totalidad el agua alimentada por unidad de
tiempo. Debido a que el órgano de cierre 27 situado a la salida del
depósito de agua fresca 1 se encuentra cerrado en este régimen de
funcionamiento, no fluye agua a través del primer tramo de tubería
3, de manera que se dispone prácticamente de toda la potencia de
calentamiento para evaporar la cantidad de agua que llegue al
segundo tramo de tubería 4.
La realización descrita del depósito de agua 10
asegura que mediante la evaporación del agua se forma una
sobrepresión en el depósito de agua 10. Esta sobrepresión provoca
que el agua fluya de manera continua desde el depósito de agua 10 a
través de la tubería 18 al segundo tramo de tubería 4, con lo cual
queda asegurada la producción continua de vapor.
La figura 2 muestra la cafetera de filtro en el
régimen de funcionamiento "0". En este régimen de
funcionamiento se puede descargar la eventual sobrepresión
existente en el depósito de agua 10. Al pasar el selector 5 desde la
posición "vapor" a la posición "0", se abre el órgano de
cierre 30. De esta manera la sobrepresión existente en la tubería
de vapor 22 y en el depósito de agua 10 puede escapar al depósito
de agua fresca 1 a través de la tubería 31 y del tubo ascendente
32. Al abrir el órgano de cierre 30 se asegura además que se detiene
instantáneamente la salida de vapor a través de la tobera 7, con lo
cual se elimina el riesgo de quemaduras. Una vez que se haya
descargado la sobrepresión en el depósito de agua 10, se puede
rellenar éste con agua fresca, tal como está representado por la
jarra 35 llena de agua. Para rellenar es preciso levantar
ligeramente la válvula 21 con la mano.
Para que el depósito de agua 10 no se tenga que
llenar de agua por separado, una forma de realización alternativa
podría consistir en que el depósito de agua 10 estuviera en
comunicación con el depósito de agua fresca 1 por medio de una
tubería de unión (no dibujada), de manera que al rellenar el
depósito de agua fresca 1 se rellene siempre también al mismo
tiempo el depósito de agua 10. Para evitar que al escaldar café
refluya el agua desde el depósito de agua 10 al depósito de agua
fresca 1 sería necesario que la tubería de unión estuviera dotada
de una válvula de retención.
La figura 3 muestra la cafetera en el tercer
régimen de funcionamiento, al escaldar café. Al girar el selector 5
a la posición izquierda se abre el órgano de cierre 27 a la salida
del depósito de agua fresca 1, mientras que se cierra el órgano de
cierre 17 a la salida 23 del depósito de agua 10. De esta manera
puede fluir agua fresca a través de la tubería 28 al primer tramo de
tubería 3, donde se calienta. El agua caliente pasa a través del
tubo ascendente 29 a la salida de agua caliente 6, desde donde
fluye dentro del embudo del filtro F, escalda el café molido que
está allí depositado y por último fluye como bebida de café a la
jarra K. En una cafetera de esta clase no se necesita una bomba
para impulsar el agua ya que, de acuerdo con los principios
termodinámicos, el agua se dilata al calentarse y fluye a
borbotones a la salida 7 a través de la tubería ascendente 9,
abriendo y cerrando alternativamente la válvula 26. Comoquiera que
el funcionamiento de esta clase de cafeteras es conocido, no es
necesario tratar aquí sobre ello con mayor detalle.
Con el fin de asegurar una buena transmisión de
calor entre el elemento calentador 2 y los dos tramos de tubería 3,
4, el elemento calentador 2 lleva preferentemente un revestimiento
de aluminio, que va soldado a los dos tramos de tubería 3, 4,
fabricados también preferentemente de aluminio. Tal como se indica
en los dibujos, tanto el elemento calentador 2 como los dos tramos
de tubería 3, 4 están realizados curvados.
En una cafetera equipada de esta manera, con un
único elemento calentador 2 se puede tanto calentar el agua para
escaldar el café molido, como también se puede producir vapor. Al
estar previsto un dispositivo independiente para la producción de
vapor, que lleva un depósito de agua 10 autónomo, que se puede
llenar con agua fresca, se puede producir en todo momento vapor, y
ello con independencia de que en el depósito de agua fresca 1 haya
agua o no.
Claims (11)
1. Cafetera de filtro con un depósito de agua
fresca (1), un dispositivo para la producción de agua para escaldar
(A) así como un dispositivo para la producción de vapor (B),
comprendiendo este último un depósito de agua (10) que se puede
llenar con agua fresca y una tubería de descarga de vapor (25),
caracterizada porque el dispositivo para la producción de
vapor (B) está realizado como circuito independiente, porque el
depósito de agua (10) está realizado al mismo tiempo como separador
de vapor y porque la tubería de descarga de vapor (25) está
conectada al depósito de agua (10).
2. Cafetera de filtro según la reivindicación 1,
caracterizada porque el dispositivo para la producción de
vapor (B) es independiente del dispositivo para la producción de
agua para escaldar (A), y porque el agua prevista para la
producción de vapor se puede alimentar desde el depósito de agua
(10).
3. Cafetera de filtro según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque el depósito de agua (10) lleva una
salida de vapor (33) y porque el dispositivo para la producción de
vapor (B) comprende unos medios (13) que aseguran que al producir
el vapor reine una sobrepresión en el interior del depósito de agua
(10).
4. Cafetera de filtro según la reivindicación 3,
caracterizada porque los medios para producir la
sobrepresión del depósito de agua (10) comprenden un estrechamiento
de sección (13) en la salida de vapor (33) del depósito de agua
(10) o una tubería de descarga de vapor (25) que conduce a una
tobera de vapor(7).
5. Cafetera de filtro según de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está
previsto un elemento calentador (2) que comprende una espiral de
calentamiento central y dos tramos de tubería (3, 4) que están en
contacto térmico con la espiral de calentamiento, estando previsto
el primer tramo de tubería (3) para calentar el agua de escaldar y
el segundo tramo de tubería (4) para producir el vapor.
6. Cafetera de filtro según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
dispositivo para la producción de vapor (B) comprende unos medios
(15) para limitar la cantidad de agua que fluya por unidad de
tiempo al segundo tramo de tubería (4) desde el depósito de agua
(10).
7. Cafetera de filtro según la reivindicación 6,
caracterizada porque la salida (20) del segundo tramo de
tubería (4) desemboca a través de una conducción (22) y un tubo
ascendente (14) en el depósito de agua (10), estando dispuesta la
salida del tubo ascendente (14) por encima del nivel de llenado
máximo del depósito de agua (10).
8. Cafetera de filtro según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
depósito de agua (10) lleva un orificio de llenado (8) para agua
fresca y porque en la zona del orificio de llenado está prevista
una válvula (21).
9. Cafetera de filtro según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
depósito de agua fresca (1) está comunicado por medio de una
conducción (31), de forma directa o indirecta, con el espacio
interior del depósito de agua (10).
10. Cafetera de filtro según la reivindicación 9,
caracterizada porque en la tubería (31) que va desde el
depósito de agua (10) al depósito de agua fresca (1) está dispuesta
una válvula (30) a través de la cual se puede descargar, cuando
esté abierta, la sobrepresión existente en el depósito de agua
(10).
11. Cafetera de filtro según la reivindicación
10, caracterizada porque la válvula (30) está acoplada con
un selector (5) previsto para el mando de la cafetera.
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