ES2313596T3 - Maquina de cafe que comprende un pico vertedor perfeccionado. - Google Patents

Abstract

Máquina de café, especialmente de tipo expreso, que comprende, en el interior de una caja (1), un depósito de agua fría que comunica con una caldera apta para enviar agua caliente al interior de una cámara de infusión que contiene moltura de café, estando la cámara de infusión en comunicación de fluido con un tubo de desagüe (11) prolongado por un pico vertedor (10), comprendiendo el citado pico vertedor (10) una pared terminal (12) que forma una sección de paso de la infusión de contorno abierto, caracterizada porque la parte superior trasera del citado pico vertedor (10) está dispuesta tangencialmente a la superficie del chorro de infusión que desagua a lo largo de la citada pared terminal (12) hasta su parte inferior que llega a la altura de un recipiente colector.

Description

Máquina de café que comprende un pico vertedor perfeccionado.

La presente invención se refiere a una máquina de café del tipo que comprende un depósito de agua, una caldera para calentar el agua que proviene del depósito antes de su llegada a una cámara de infusión que contiene moltura de café y un orificio de difusión para evacuar la infusión obtenida hacia un recipiente colector.

Los orificios de evacuación, o picos de salida, de las máquinas de café están constituidos, generalmente, por un tubo central que comunica con el recipiente situado debajo, o igualmente por dos canales o vías de distribución aptos para llevar la infusión a la altura del recipiente colector.

El documento FR 2 068 243 describe un pico vertedor de dos vías para una máquina de café de tipo expreso que comprende un tubo central enroscado a la salida de una copela portafiltros y prolongado por dos cubetas anchas en V aptas para conducir el café expreso hacia dos tazas situadas debajo. Un tornillo con punta en forma de cuña está montado en la línea de bifurcación de las dos cubetas y es llevado a penetrar frontalmente en el centro del chorro incidente que éste divide a continuación en dos chorros laterales que forman entre sí un ángulo pequeño. Los chorros laterales son redirigidos por las paredes verticales de cada cubeta para tomar la dirección de desagüe del eje longitudinal de la cubeta, formando un ángulo recto con el chorro incidente que sale del tubo central de la copela portafiltros. En una configuración de este tipo, el chorro lateral golpea las paredes verticales de las cubetas y por ello está sometido a turbulencias y a fenómenos de aceleración lateral pudiendo a veces desbordarse y provocar salpicaduras o proyecciones de gotas en el lado del pico vertedor.

En el documento FR 2 513 106 se ha presentado una solución en la cual el tubo de evacuación presenta, a distancia del cárter de la máquina de café, un tubo de descenso vertical acodado hacia abajo cuyo tramo terminal inferior presenta una sección de paso de contorno cerrado, bien calibrada. En particular, el diámetro de esta sección de paso debe estar comprendido entre 3 mm y 5 mm. Ciertamente, un pico de salida de este tipo asegura una buena canalización de la infusión sin desbordamientos laterales, manteniéndose las gotas de café en contacto con la pared interior del pico de salida, pero a costa de una menor sección de paso de la infusión. Ahora bien, cuanto más estrecha es la sección de paso de un pico de salida de este tipo, más sometida está ésta a la obstrucción y a quedar cubierta de sarro, necesitando, por tanto, repetidas operaciones de limpieza.

Por otra parte, una de las exigencias de las máquinas de café expreso actuales es producir espuma o crema de café que debe ser fina y persistente. Ahora bien, se ha constatado que, cuando una máquina de café de este tipo está equipada con tuberías de salida cilíndricas de sección de desagüe cerrada y estrecha en una parte importante de su altura, la espuma se pega a las paredes y no desciende bastante rápidamente por el interior de las tuberías. Para valores importantes del caudal de infusión de café, la espuma es capaz de remontar por el interior del pico vertedor y retardar el desagüe del café, incluso de acumularse en la parte superior de este último, desbordándose, entonces, en el interior de la máquina o sobre el plano de trabajo.

El documento WO-A-03/10545 describe un pico vertedor que comprende una pared terminal que forma una sección de paso de la infusión de contorno abierto.

El objeto de la presente invención es poner remedio a estos inconvenientes y proponer una máquina de café, especialmente de tipo expreso, que comprenda un pico vertedor apto para canalizar la infusión obtenida hacia al menos un recipiente colector situado debajo, de manera que permita un desagüe rápido, pero continuo y regular, sin turbulencias, de la infusión y de la espuma producidas, hacia el recipiente colector.

Otro objeto de la invención es proponer una máquina de café, especialmente de tipo expreso, apta para confeccionar un café con una capa de espuma fina y persistente que pueda desaguarse rápida y directamente en un recipiente colector inferior, sin ensuciar el soporte de recepción del recipiente o el plano de trabajo.

Otro objeto de la invención es proponer una máquina de café que comprenda un pico vertedor o una salida de café de construcción simplificada, que pueda limpiarse fácilmente, al tiempo que se la realice de manera más económica.

Estos objetos se consiguen con una máquina de café, especialmente de tipo expreso, que comprende, en el interior de una caja, un depósito de agua fría que comunica con una caldera apta para enviar agua caliente al interior de una cámara de infusión que contiene moltura de café, estando la cámara de infusión en comunicación de fluido con un tubo de desagüe prolongado por un pico vertedor, por el hecho de que el citado pico vertedor comprende una pared terminal que forma una sección de paso de la infusión de contorno abierto, cuya parte superior trasera está dispuesta tangencialmente a la superficie del chorro de infusión que desagua sobre la citada pared terminal hasta su parte inferior que llega a la altura de un recipiente colector.

La infusión de café, que contiene café y espuma, se obtiene, por tanto, en la cámara de infusión a consecuencia del paso del agua caliente a través de la moltura de café y, eventualmente, a través de un dispositivo espumante. La infusión que sale de la cámara de infusión pasa a un tubo de evacuación que comunica con un pico vertedor que la orienta hacia un recipiente colector situado debajo.

De acuerdo con la invención, el pico vertedor comprende una pared terminal cuya parte superior trasera está dispuesta tangencialmente a la superficie del chorro incidente de infusión de café, siendo, por tanto, sensiblemente paralela a la dirección de desagüe de este último. El chorro de infusión chorrea así a lo largo de la pared terminal del pico vertedor, detrás de la pared. Una pared de este tipo, de superficie plana o alabeada, forma una sección de paso de la infusión de contorno abierto, estando orientada entonces la abertura hacia la parte trasera de la máquina. En efecto, durante pruebas efectuadas, se ha observado que, en razón de los fenómenos de buena mojabilidad de la infusión de café en contacto con la superficie interna del pico vertedor, la infusión de café se desagua rápidamente a lo largo de la pared terminal del pico vertedor según la orientación dada por esta última, sin fijarse a ésta. Por otra parte, debido a que la sección de paso de la infusión no presenta contorno cerrado, las burbujas de espuma de café no se aglomeran a la entrada del pico vertedor, sino que éstas se dejan llevar por el chorro de infusión en su encaminamiento hacia abajo.

Además, durante pruebas efectuadas, se ha constatado que las moléculas de aire situadas en la periferia próxima al exterior de la pared terminal del pico vertedor eran más fácilmente arrastradas por el flujo de infusión durante su desagüe rápido a lo largo de la pared, lo que aumentaba la cantidad de espuma obtenida en el recipiente colector.

Este análisis ha permitido entonces realizar un pico vertedor de acuerdo con la invención que está abierto en la parte trasera y en el que la geometría, el tipo de material y el estado de la superficie de su pared terminal, permiten un chorreo de la infusión a lo largo de sus paredes, sin desprendimiento de gotas y sin desbordamiento lateral del café, para un caudal de la infusión de café específico de este tipo de máquinas, en particular comprendido entre 15 l/h y 70 l/h. Otro parámetro que hay que tener en cuenta es la velocidad de desagüe del chorro de infusión, comprendida, preferentemente, entre 2 m/s y 10 m/s.

Por parte trasera de la pared, se comprende una parte orientada hacia la parte trasera de la máquina o situada en el lado opuesto al que ve normalmente un usuario que mire de frente a la máquina desde el lado en que se encuentra la salida del café (o aquél en el que se encuentra generalmente el panel de mando de la máquina). Así, una abertura del pico vertedor orientada hacia la parte trasera de la máquina es normalmente invisible para el usuario. Un pico vertedor de este tipo abierto en la parte trasera es de un entretenimiento muy fácil, permaneciendo, sin embargo, la abertura invisible para el usuario por razones estéticas.

Así pues, el pico vertedor de la invención asegura un buen guiado y un desagüe rápido detrás de la pared de un flujo laminar de infusión de café, evitando los desbordamientos o las salpicaduras de café, teniendo un mismo efecto visual que un tubo tubular de sección de paso de contorno cerrado, pero asegurando un mejor desagüe del café en el recipiente colector colocado debajo.

Preferentemente, la citada pared terminal presenta una zona oblicua inclinada hacia la parte delantera.

Por zona oblicua inclinada hacia la parte delantera de la pared se comprende, en otras palabras, que ésta forma un ángulo vertical negativo con respecto a un plano vertical que pasa por su extremidad. En una configuración de este tipo, la pared terminal del pico vertedor avanza hacia el usuario, dejando una separación para un recipiente colector de bebida colocado debajo.

El flujo de infusión que proviene del tubo de desagüe se desplaza entonces a lo largo de la pared terminal, pero detrás de la pared, sin tener soporte material debajo. Este fenómeno sorprendente puede explicarse sobre la base del efecto Coanda, teniendo tendencia el chorro de infusión que sale por el tubo de desagüe a adaptarse íntimamente al contorno exterior de la pared, incluso si esta última está inclinada. El desagüe del líquido sobre una pared oblicua de este tipo depende de algunos parámetros importantes, especialmente la velocidad de desagüe del chorro, la intensidad de su caudal y el perfil de la pared.

Hay que tener en cuenta, igualmente, fenómenos de tensión superficial en la interfaz pared terminal y chorro de infusión, especialmente la fuerza de adhesión en la interfaz líquido/sólido, dirigida hacia la pared y que permite que las partículas de líquido de infusión se adhieran a la pared contra la fuerza vertical de la gravedad. En efecto, la resultante de estas fuerzas está dirigida a lo largo de la pared y permite que el líquido de infusión se deslice hacia la parte delantera, según la orientación de la pared.

Un pico vertedor de este tipo que tiene la forma de tobogán invertido, asegura, así, un desagüe laminar de la infusión a lo largo de la pared.

Ventajosamente, la zona oblicua presenta un ángulo de inclinación inferior a 75º.

Este ángulo límite ha sido verificado durante pruebas efectuadas haciendo circular un chorro de infusión de café a lo largo de una pared lisa, sin ángulo vivo de empalme con la zona adyacente o las zonas adyacentes del perfil de la pared. Más allá de este ángulo, para los valores de caudal y de velocidad de desagüe específicos de una máquina de café, el desagüe laminar resulta perturbado y el chorro comienza a gotear verticalmente.

Preferentemente, la zona oblicua de la pared terminal está empalmada por una primera zona acodada a la parte superior del pico vertedor y por una segunda zona acodada a una zona rectilínea situada en la extremidad inferior del pico vertedor.

Esto permite unir la parte oblicua a los tramos contiguos por zonas acodadas, sin ángulo vivo, que presentan radios de curvatura que, así, aseguran un mejor desagüe en régimen laminar del flujo de infusión a lo largo de la pared terminal del pico vertedor.

Ventajosamente, el pico vertedor comprende, aguas arriba de la pared terminal, una tubería vertical que rodea el tubo de desagüe de la infusión que proviene de la cámara de infusión.

La tubería vertical asegura la unión entre el tubo de desagüe y la pared terminal del pico vertedor a la que transfiere el chorro de infusión incidente.

Preferentemente, la tubería vertical está unida a la pared terminal por una zona en embudo.

Una zona en embudo de este tipo asegura el paso de la infusión desde la tubería vertical de mayor abertura hasta la parte superior trasera de la pared terminal del pico vertedor que tiene dimensiones más pequeñas.

Ventajosamente, la tubería vertical comprende, en su base, un espacio central que comunica por dos pasos laterales con dos boquillas de salida.

Una tubería vertical común de este tipo asegura, a la vez, la transferencia de la infusión desde la cámara de infusión a través del tubo de desagüe, así como su distribución, a través de dos boquillas de salida, en dos recipientes colectores dispuestos uno al lado del otro.

Preferentemente, los pasos laterales están delimitados por las paredes inclinadas del cuerpo de la tubería vertical.

Así, las paredes inclinadas del cuerpo de la tubería vertical definen pasos estrechados, en V, de la infusión de café, tal como se ve en un corte longitudinal vertical. El chorro de infusión que pasa por tales pasos es orientado entonces correctamente y es conducido en un chorro laminar hacia cada una de las boquillas de salida, evitando, así, la formación de turbulencias en el interior de la tubería durante el fraccionamiento del chorro incidente.

Ventajosamente, cada paso lateral desemboca en la zona en embudo de una boquilla de salida que tiene una misma orientación que el fondo del paso lateral.

Así pues, la zona en embudo, que se encuentra en prolongación con el paso lateral de infusión, está orientada según la dirección de desagüe del chorro de infusión.

Preferentemente, la pared terminal del pico vertedor presenta una sección transversal en forma de
U.

La infusión de café que proviene de la cámara de infusión es orientada generalmente por el tubo de desagüe de manera que el flujo de líquido puede desaguarse en el centro del pico vertedor. Una sección abierta en forma de U o de C permite, por tanto, que el flujo de líquido pueda desaguar en el centro, dando las paredes laterales una mejor apariencia de tubo cerrado.

La invención se comprenderá mejor con el estudio de los modos de realización tomados a título en modo alguno limitativo, e ilustrados en las figuras anejas, en las cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de una máquina de café que comprende un pico vertedor de acuerdo con la presente invención;

- la figura 2a es una vista frontal de un pico vertedor de acuerdo con la invención;

- la figura 2b es una vista desde arriba del pico vertedor de la figura 2a;

- la figura 2c es una vista de costado del pico vertedor de la figura 2a;

- la figura 3a es una vista trasera de un conjunto pico vertedor y tubo de desagüe de la infusión;

- la figura 3b es una vista en corte según la línea A-A de la figura 3a.

La máquina de café de la invención es apta para confeccionar un café expreso y, como está representado en la figura 1, comprende una caja 1 de forma general paralelepipédica que encierra los principales elementos funcionales de la máquina. La caja 1 presenta una fachada que comprende un panel de mando 2 constituido por una serie de botones 3 que actúan sobe el circuito electrónico de control de la máquina y de una pantalla 4. La bebida confeccionada por la máquina desagua por dos boquillas de salida 5 de un pico vertedor 10 en una taza (no representada) colocada en un soporte 6. Un depósito de granos de café o de moltura de café 7 está dispuesto en la parte superior de la caja 1 y un depósito de agua 8 en su parte trasera. En uno de los lados laterales de la caja está dispuesto un recipiente de moltura 9 destinado a recibir las galletas de moltura gastadas que provienen de la cámara de infusión de la máquina.

En el interior de la caja 1 está dispuesto un grupo de infusión que comprende una cámara de infusión en forma de cubeta cilíndrica apta para recibir una cierta cantidad de café molido por encima de una pared inferior que forma filtro para la moltura. La cámara de infusión está montada fija por encima de un bloque térmico, de eje vertical, del cual constituye la prolongación. El bloque térmico encierra un circuito de agua y un elemento de calentamiento eléctrico y asegura la alimentación de agua caliente de la cámara de infusión. Por otra parte, la cámara de infusión recibe un pistón prensor que desliza verticalmente y de manera estanca dentro de la cámara para compactar la moltura. Los elementos constitutivos del grupo de infusión no están representados en los dibujos, pero pueden estar realizados de acuerdo con la descripción del documento WO 99/12456.

El agua caliente que proviene del bloque térmico es enviada a través de la moltura a la cámara de infusión y la bebida de infusión es evacuada después a través del pistón prensor, mediante un canal interno de este último prolongado por un tubo de desagüe 11 (visible en las figuras 3a y 3b) hacia el pico vertedor 10 provisto de dos boquillas de salida 5 que orientan la bebida hacia el exterior, donde ésta es recogida en una taza.

El pico vertedor 10 comprende un cuerpo 14 hueco de forma alargada que presenta, en la parte superior, una tubería vertical 15 realizada de modo más particular en forma de dos cilindros 17 unidos entre sí por una pared periférica 18 curvada. La tubería vertical 15 se prolonga hacia abajo por dos boquillas de salida 5 que están dispuestas paralelamente una a la otra. Por otra parte, el pico vertedor 10 comprende, a una y otra parte de la tubería 15, dos aletas 16 de montaje en la caja de la máquina; estas aletas permiten al usuario hacer deslizar verticalmente el pico vertedor 10 y, por tanto, ajustar la distancia entre las boquillas de salida 5 y el soporte 6.

Cada una de las dos boquillas de salida 5 están unidas a un cilindro 17 superior por una zona en embudo 20 prolongada hacia abajo por una primera zona acodada 21, prolongada a su vez por una zona oblicua 22, después por una segunda zona acodada 24 seguida de una zona rectilínea 25 que se extiende en dirección a una extremidad de salida 26. En el ejemplo representado, la zona oblicua 22 forma un ángulo de 45º con respecto a la vertical. Las zonas acodadas 21 y 24 aseguran el empalme en arco de círculo entre las zonas contiguas de la boquilla.

Como se ve mejor en las figuras 3a y 3b, la tubería vertical 15 recibe en su parte central, detrás de la pared periférica 18, el tubo de desagüe 11 por el cual llega la infusión de café que proviene de la cámara de infusión de la máquina. Un espacio central 28 (véase la figura 2b) que mira hacia la extremidad de salida del tubo de desagüe 11, está dispuesto en el interior de la tubería 15. El espacio central 28 comunica por dos pasos laterales 30 situados en la parte inferior de la tubería 15, con cada una de las zonas en embudo 20 de las boquillas 5. La geometría de las paredes internas de la tubería 15 alrededor del espacio central 28 está realizada de manera que define espacios de desagüe en embudo en la proximidad de los pasos laterales 30. Así, como se ve mejor en la figura 3b, el paso 30 se abre en la extremidad de un pasillo vertical en V definido por una pared interna central 32 y una pared interna lateral 33.

Ventajosamente, de acuerdo con la invención y como se ve mejor en la realización representada en la figura 3a, cada una de las dos boquillas 5 está realizada en forma de una pared terminal 12 en semicírculo. De modo más particular, cada boquilla 5 tiene una forma cilíndrica pero está abierta en la parte trasera por una ranura 35 que se extiende en toda su longitud, desde la zona en embudo 20 y hasta la extremidad de salida 26. Especialmente, la zona en embudo 20 presenta una forma en semicírculo 23 (véase la figura 2b) que sigue el contorno de la superficie exterior de la boquilla 5 y presenta en la parte trasera, más allá del semicírculo 23, un recorte que tiene una misma anchura que la ranura 35. Cada boquilla de salida 5, especialmente su superficie trasera, presenta una superficie lisa y un perfil suave, lo que permite un mejor desagüe de la infusión, que sigue entonces muy de cerca el perfil curvado de esta última. El radio de empalme entre las zonas que tienen inclinaciones diferentes tiene que ser, preferentemente, superior a 9 mm.

El pico vertedor 10 está realizado en una sola pieza de un material plástico, por ejemplo el
ABS.

En funcionamiento, la infusión de café llega por el tubo de desagüe 11, y cae al interior del espacio central 28, de donde, guiada por las paredes internas 32, 33 situadas a la derecha y respectivamente a la izquierda del espacio central 28, toma los pasos laterales 30 que la guían hacia las boquillas 5. Estando situados los pasos laterales 30 en prolongación con la zona de embudo 20 de cada boquilla 5, la infusión se desagua tangencialmente a la parte en semicírculo 23 que forma entonces un embudo truncado que la orienta a lo largo de la superficie trasera de la boquilla 5. La infusión se desagua entonces siguiendo la forma de tobogán invertido de la boquilla de salida 5, por efecto Coanda, estando el chorro de infusión, por otra parte, sometido a la fuerza de adhesión entre el líquido y la pared de la boquilla 5, normal a la pared y dirigida hacia esta última, y la fuerza vertical de la gravedad dirigida hacia abajo.

Para que el chorro de infusión pueda adherirse bien a la pared de la boquilla de salida, o con el fin de que éste moje bien esta pared, la elección del material y el estado de la superficie de la pared son, en efecto, factores muy importantes. Así, se prefiere una boquilla de salida 5 realizada de un material plástico, por ejemplo el ABS, cromado. Podría considerarse igualmente una boquilla realizada de acero inoxidable que tenga un pulido de tipo especular. El estado de superficie de la boquilla en el interfaz con el chorro de infusión debe presentar una rugosidad muy fina, preferentemente una rugosidad R_{a} comprendida entre 0,06 y 0,2, con el fin de asegurar una fuerza de adhesión importante entre el líquido y la pared.

Siendo la fuerza de adhesión función de la tensión superficial del líquido que se adhiere a la pared y dependiendo esta última de la anchura de la pared de la boquilla, la anchura de la pared debe ser al menos igual a 2 mm. A título de ejemplo, una boquilla 5, tal como está representada en las figuras, presenta una sección en U que tiene un diámetro exterior de 9 mm, un diámetro interior de 4 mm, presentando la ranura 35 una anchura igualmente de 4 mm.

Estando la boquilla 5 abierta, ésta conduce de manera más rápida y uniforme la infusión de café cargada de espuma hacia la extremidad 26 de la boquilla 5. Esto se efectúa de manera no visible por el usuario, quedando ocultada completamente la ranura 35 por la parte frontal de la boquilla.

Sin salirse del marco de estas reivindicaciones, pueden considerarse otras variantes y otros modos de realización.

Así, las boquillas de salida del pico vertedor pueden estar inclinadas lateralmente en lugar de estar inclinadas hacia la parte delantera o tener una inclinación lateral además de su inclinación hacia la parte delantera.

En una variante, la pared terminal 12 del pico vertedor 10 es una lámina fina vertical.

Claims (10)

1. Máquina de café, especialmente de tipo expreso, que comprende, en el interior de una caja (1), un depósito de agua fría que comunica con una caldera apta para enviar agua caliente al interior de una cámara de infusión que contiene moltura de café, estando la cámara de infusión en comunicación de fluido con un tubo de desagüe (11) prolongado por un pico vertedor (10), comprendiendo el citado pico vertedor (10) una pared terminal (12) que forma una sección de paso de la infusión de contorno abierto, caracterizada porque la parte superior trasera del citado pico vertedor (10) está dispuesta tangencialmente a la superficie del chorro de infusión que desagua a lo largo de la citada pared terminal (12) hasta su parte inferior que llega a la altura de un recipiente colector.

2. Máquina de café de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la pared terminal (12) presenta una zona oblicua (22) inclinada hacia la parte delantera.

3. Máquina de café de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la zona oblicua (22) presenta un ángulo de inclinación inferior a
75º.

4. Máquina de café de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada porque la zona oblicua (22) de la pared terminal (12) está unida por una primera zona acodada (21) a la parte superior del pico vertedor (10) y por una segunda zona acodada (24) a una zona rectilínea (25) situada en la extremidad (26) inferior del pico vertedor.

5. Máquina de café de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el pico vertedor (10) comprende, aguas arriba de la pared terminal (12), una tubería vertical (15) que rodea el tubo de desagüe de la infusión que proviene de la cámara de infusión.

6. Máquina de café de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque la tubería vertical (15) está unida a la pared terminal (12) por una zona en embudo (20).

7. Máquina de café de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada porque la tubería vertical (15) comprende, en su base, un espacio central (28) que comunica por dos pasos laterales (30) con dos boquillas de salida (5).

8. Máquina de café de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque los pasos laterales (30) están delimitados por las paredes inclinadas del cuerpo de la tubería vertical (15).

9. Máquina de café de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque cada paso lateral (30) desemboca en la zona en embudo (20) de una boquilla de salida (5) que tiene una misma orientación que el fondo del paso lateral (30).

10. Máquina de café de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la pared terminal (12) del pico vertedor (5) presenta una sección transversal en forma de U.