ES2214389T3 - Cafetera expres con dos termostatos. - Google Patents

Abstract

Cafetera que tiene un depósito (1) de agua fría, una bomba (2), un bloque (3) de calentamiento equipado con un primer y un segundo termostatos (33, 34), un filtro (6), caracterizada porque el segundo termostato (34) cuya temperatura de referencia es más elevada, está previsto para ser puesto en servicio al mismo tiempo que la bomba (2) para producir el agua caliente necesaria para el café.

Description

Cafetera exprés con dos termostatos.

La presente invención se refiere a las cafeteras de presión del tipo expreso.

Este tipo de cafetera tiene la mayoría de las veces una función de producción de vapor, la cual es utilizada para recalentar una bebida. Para conseguir esto, el generador de agua caliente puede ser regulado a una temperatura superior a la de ebullición del agua.

Se conocen así, por ejemplo, por medio de la patente FR2465451 cafeteras equipadas con dos termostatos que permiten a la caldera de la cafetera recalentar el agua a dos temperaturas diferentes, según el empleo deseado, es decir como líquido de infusión o como vapor sobrecalentado.

El agua llega dentro del cuerpo de calentamiento de la cafetera y se recalienta a su paso por aquel. La temperatura del cuerpo de calentamiento es regulada para obtener un café a buena temperatura en la taza receptora. Sin embargo, la primera introducción de agua en el cuerpo de calentamiento hace bajar sensiblemente la temperatura antes que el termostato haya podido reaccionar, de modo que los cafés de las tazas sucesivas tengan temperaturas insuficientes o irregulares.

Cuando el agua no llega a estar suficientemente caliente, se podría parar la bomba, como se sugiere en la patente US4109565, pero este procedimiento no es bien aceptado, evidentemente, por el usuario impaciente o por quien pueda pensar que se trata de una avería.

Se conocen cafeteras, por ejemplo por la patente FR2774882, en la que este problema está resuelto mediante un circuito electrónico de mando, mucho más reactivo que un sencillo termostato, generalmente bimetálico. Sin embargo, un mando electrónico específico de este tipo en la cafetera encarece el precio de venta.

El objeto de la invención que sigue es una cafetera económica que no presenta los inconvenientes citados anteriormente.

El objeto de la invención se consigue mediante una cafetera que tiene un depósito de agua fría, una bomba, un bloque de calentamiento equipado con un primer y un segundo termostatos, un filtro, a destacar que el segundo termostato, cuya temperatura de referencia es más elevada, se pone en servicio al mismo tiempo que la bomba para producir el agua caliente necesaria para el café.

La invención se cumple enteramente por medio de termostatos electromecánicos de temperatura de referencia fija poco costosos. Sin embargo, puede resultar ventajoso utilizar dos termostatos electrónicos sencillos por razones particulares, por ejemplo, de espacio necesario o de montaje sin salirse del marco de la invención. También se puede utilizar un solo captador de un termostato electrónico sencillo cuya señal se compara con uno entre dos valores de las temperaturas de referencia fijas, correspondiendo una de ellas al valor de la temperatura de referencia del primer termostato, y la otra a la del segundo termostato sin salirse del marco de la invención. En lo que se expone a continuación se supondrá, por razones de claridad, que la cafetera está equipada con dos termos-
tatos.

De este modo, el bloque de calentamiento es regulado por un primer termostato a una primera temperatura, por ejemplo 95ºC, suficiente para llevar el agua a la temperatura necesaria para la extracción del café. En el momento de la puesta en marcha de la bomba, se pone en servicio un segundo termostato cuya temperatura de referencia es más elevada, por ejemplo 115ºC. La diferencia entre esta temperatura de referencia y la temperatura del bloque para la puesta en marcha se añade a la bajada de la temperatura del bloque de calentamiento debido al paso del agua. Esto da una señal fuerte al termostato que asegura, rápidamente, la alimentación de la potencia eléctrica de calentamiento.

Con preferencia, la potencia instalada en la cafetera está adaptada para calentar el caudal nominal del agua destinada al café a la temperatura de extracción.

Se sabe que se precisan unos 335 Julios para calentar un centímetro cúbico de agua desde la temperatura de extracción o de almacenamiento en el depósito (alrededor de 15ºC) hasta la temperatura de extracción del café (alrededor de 95ºC).

Pero en todos los casos, la inercia térmica del bloque de calentamiento contribuye a alisar las diferencias de temperatura del agua que podrían ocurrir de improviso a causa de una diferencia de adaptación entre la potencia de calentamiento y el caudal de agua. Si la potencia instalada se ajusta correctamente, se puede incluso considerar el disminuir la masa del bloque de calentamiento, ya no siendo entonces esencial la inercia térmica. El agua está así a buena temperatura durante toda la duración de la percolación.

Cuando el usuario detiene la bomba, el primer termostato vuelve a tomar el control de la temperatura del bloque de calentamiento, de manera que cuando el caudal de agua se para no se produce un sobrecalentamiento y la cafetera está disponible inmediatamente para una nueva percolación.

Con preferencia, la cafetera incluye una función de producción de vapor durante la cual, mientras se utiliza, el segundo termostato controla la temperatura del bloque de calentamiento.

El propio segundo termostato es utilizado para controlar el bloque de calentamiento durante la percolación y para obtener vapor. Durante la percolación, la potencia de calentamiento y las condiciones de intercambio de calor son insuficientes frente al caudal de agua para que la temperatura del agua se eleve hasta la temperatura de referencia, cuando durante la producción de vapor el caudal de agua de la bomba se reduce de forma que el bloque de calentamiento permanece a una temperatura suficiente para obtener una buena vaporización.

Esta reducción del caudal de agua puede conseguirse usualmente mediante el estrangulamiento del orificio de salida del vapor, o por un estrangulamiento del circuito del agua, o reduciendo el caudal de la bomba mediante medios eléctricos, o por cualquier otra combinación de medios conocidos.

La reducción del caudal de agua es una solución sencilla y satisfactoria, pero cualquier solución que permita obtener una relación suficiente entre la potencia eléctrica y la potencia necesaria para la evaporación del caudal de agua, permite la aplicación de la invención. Se puede así aumentar la potencia suministrada durante la vaporización alimentando, por ejemplo, un segundo elemento calefactor del cuerpo de calentamiento, reduciendo menos el caudal de agua para obtener un caudal mayor de vapor.

Se comprenderá mejor la invención a la vista del ejemplo que se expone seguidamente y de los dibujos anejos.

La Figura 1, es una vista de perfil de una cafetera según la invención, en sección parcial de la envolvente, del depósito y del cuerpo de calentamiento.

La Figura 2, es una vista frontal del botón de mando.

La Figura 3, es un esquema eléctrico del principio de la invención.

La Figura 4, es un diagrama de temperaturas del bloque de calentamiento en función del tiempo, antes y durante la extracción del café.

La Figura 5, es un diagrama de temperaturas del bloque de calentamiento en función del tiempo, antes y durante la producción de vapor.

En una realización preferente, la cafetera incluye un circuito de agua constituido, desde arriba hacia abajo, por un depósito 1 de agua, una bomba electromagnética 2, un cuerpo de calentamiento 3, un distribuidos 4, un soporte 5 y un portafiltros 6 que contiene el café molido. El café se vierte en un receptáculo 7 que puede ser una taza. La cafetera incluye además un conducto 9 de vapor alimentado por el distribuidor 4 y que acaba en una boquilla 10 que incluye un surtidor calibrado, siendo este subconjunto accesible para el usuario.

El usuario dispone de un mando 11 que actúa simultáneamente sobre el distribuidor 4 y sobre un conmutador eléctrico 12.

El bloque 3 de calentamiento, es un bloque de aluminio que incluye canales 31 en los cuales el agua procedente de la bomba 2 se recalienta y eventualmente se transforma en vapor. El elemento calefactor eléctrico 32 suministra la energía necesaria a este bloque, el cual está equipado con un primer termostato electromecánico 33 ajustado a unos 105ºC (t1º en las Figuras 4 y 5) y un segundo termostato electromecánico 34 ajustado a unos 125ºC (t2º en las Figuras 4

\hbox{y 5).}

El distribuidor 4 es susceptible de establecer la conexión hidráulica entre el bloque 3 de calentamiento y el filtro 6 para preparar el café o entre el bloque 3 de calentamiento y la salida 9-10 de vapor cuando se desee calentar une bebida. Este distribuidor está mandado por el usuario al mismo tiempo que el conmutador 12 mediante el botón 11 de mando que puede adoptar cinco posiciones referenciadas como P0 a P4 en las Figuras 4 y 5 y por los pictogramas visibles en la Figura 2 bajo el botón 11 de mando. El botón 11 de mando acciona simultáneamente los contactos deslizantes 41 y 42 del conmutador 12 de forma que en la Figura 3 los contactos 41, 42 se alineen en una de las posiciones P0 a P4 cuyos trazos de los ejes en líneas discontinuas se corresponden con los pictogramas de la Figura 2.

La posición 0 del botón de mando y P0 del conmutador corresponden a la posición de paro de la cafetera. La corriente eléctrica del sector llega por medio de los hilos referenciados como L1 y L2, pero no alimenta elemento alguno.

Cuando el usuario quiere preparar café, acciona durante un tiempo t1 el botón de mando para colocar la cafetera a calentar en la posición P1 del conmutador. En este momento, la corriente eléctrica puede circular desde L1 hacia el elemento 32 de calentamiento, estando controlado por el primer termostato 33 ajustado a la temperatura necesaria para obtener un café.

De manera útil, un piloto 35 de calentamiento en paralelo con el elemento 32 de calentamiento se ilumina mientras no se alcanza la temperatura de referencia, después se apaga en el momento en que el primer termostato 33 se abre.

Estando así preparada la cafetera, el usuario acciona durante un tiempo t2 la extracción del café colocando el conmutador en la posición P2. El distribuidor 4 conecta entonces el bloque 3 de calentamiento al portafiltros 6. La corriente eléctrica circula desde L1 hacia la bomba 2 y a través del termostato 34 hacia el elemento 32 de calentamiento y su piloto 35 de calentamiento. Siendo la temperatura del bloque 3 de calentamiento inferior a la temperatura de referencia t2º del termostato 34, se inicia el calentamiento. La potencia del elemento 32 de calentamiento está sensiblemente ajustada por construcción a la potencia consumida por el calentamiento del agua. El agua que circula y se calienta en el bloque 3 de calentamiento mantiene la temperatura sensiblemente constante como se aprecia en el trazo continuo del diagrama de la Figura 4. Las desviaciones de la potencia absorbida debidas a las variaciones del caudal de agua como respuesta, por ejemplo, a las diferentes intensidades de los apisonamientos del café molido, son pequeñas frente a la potencia total consumida y son absorbidas por la inercia térmica del bloque de calentamiento. Esto es tanto más cierto cuanto que el tiempo de extracción de un café no es nunca muy largo y que incluso las desviaciones importantes no tienen tiempo de manifestarse. Por estos medios, se obtiene una buena temperatura de extracción y se aporta inmediatamente la energía necesaria al café durante toda la extracción, sin provocar un sobrecalentamiento.

Sin la utilización de un segundo termostato con una temperatura de referencia t2 más elevada, el primer termostato 33 no tendría tiempo de reaccionar seguidamente y la temperatura del bloque de calentamiento habría acusado una caída como se puede ver representado mediante la línea de trazos discontinuos en la Figura 4. Una gran parte del café habría sido extraída entonces a una temperatura demasiado baja y habría dado un café desagradable demasiado frío.

Cuando el café está terminado, el usuario puede volver a poner la cafetera en la posición de espera P1 para la extracción de un nuevo café. La bomba se para y la cafetera es ajustada de nuevo por el termostato 33 a la temperatura de extracción del café. No se puede pues producir un sobrecalentamiento y la cafetera está lista para una nueva extracción.

El usuario puede decidir también la preparación de una bebida caliente. Acciona durante un tiempo t10 el botón 11 para que el conmutador 12 esté en la posición P3. El elemento 32 de calentamiento está alimentado con energía eléctrica a través del termostato 34 y el bloque 3 de calentamiento se calienta hasta una temperatura de vaporización del agua. Alcanzada la temperatura de referencia t2º del termostato 34, el piloto 35 se apaga.

El usuario pone en funcionamiento durante un tiempo t20 la producción de vapor llevando, mediante el botón 11, el conmutador a la posición P4. La bomba 2 está alimentada con electricidad y el elemento 32 de calentamiento sigue estando regulado por el termostato 34. El distribuidor 4 conecta el bloque 3 de calentamiento al tubo 9 del que el usuario hace sumergir el orificio calibrado 10 en la bebida a recalentar. El agua se evapora en contacto con el bloque 3 de calentamiento produciendo un gran caudal de vapor. Al pasar por el orificio calibrado de la boquilla 10, el vapor produce un aumento de la presión, lo que disminuye el caudal de agua. Por esto, la potencia del elemento de calentamiento basta para mantener la temperatura de vaporización, asegurando un chorro continuo de vapor.

La potencia disponible es pues elevada respecto a la que se consume. Por esto, la temperatura del bloque de calentamiento cae poco en la iniciación de la vaporización y vuelve a alcanzar rápidamente la temperatura de referencia t2º, como se puede ver en la Figura 5.

En otra versión, la bomba 2 incluye o está asociada con un dispositivo secuenciador que provoca una disminución de su factor de marcha, lo que da lugar a que el calibrado del orificio de la boquilla 10 sea más fácil.

En otra versión, el elemento de calentamiento incluye varias resistencias y la potencia es aumentada durante la vaporización. Como consecuencia de ello, el circuito eléctrico es modificado.

En una versión más sencilla de la cafetera, que no incluye la función de producción de vapor, las posiciones P3 y P4 del conmutador están anuladas.

La cafetera descrita incluye el mismo número de componentes que el de una cafetera clásica que incluye una función de producción de vapor, pero la disposición de estos componentes permite una buena regulación de la temperatura del café obtenido. En una versión que no incluye la función de vaporización, el perfeccionamiento solo necesita un termostato suplementario poco costoso.

Claims (3)

1. Cafetera que tiene un depósito (1) de agua fría, una bomba (2), un bloque (3) de calentamiento equipado con un primer y un segundo termostatos (33,34), un filtro (6), caracterizada porque el segundo termostato (34) cuya temperatura de referencia es más elevada, está previsto para ser puesto en servicio al mismo tiempo que la bomba (2) para producir el agua caliente necesaria para el café.

2. Cafetera según la reivindicación 1, caracterizada porque la potencia instalada en la cafetera está adaptada para calentar el caudal nominal del agua destinada al café a la temperatura de extracción.

3. Cafetera según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la cafetera incluye una función de producción de vapor durante la cual, cuando es utilizada, el segundo termostato (34) controla la temperatura del bloque (3) de calentamiento.