ES2339519A1 - Maquina de cafe y ciclo de traabajo para dicha maquina de cafe. - Google Patents

Abstract

Máquina de café y ciclo de trabajo para dicha máquina de café. La máquina presenta un circuito de control electrónico que elabora un diagrama de consumo de café y de temperatura de calentamiento de cada uno de los grupos de distribución y de preparación de café (26) mutuamente idénticos. El circuito almacena el diagrama y recupera periódica y automáticamente el diagrama para distribuya sucesivamente el café en condiciones idénticas. El circuito detecta un ciclo de funcionamiento óptimo para la infusión del café basándose en los requisitos y para la selección de parámetros del café, para con ello automáticamente recuperar y repetir el ciclo, distribuyendo el café en una cantidad y calidad deseadas.

Description

Máquina de café y ciclo de trabajo para dicha máquina de café.

La presente invención se refiere a una máquina de café para la preparación y el suministro selectivo de café, capuchino e infusiones de varios tipos, apta para preparar cada tipo de infusión con una regulación selectiva de la temperatura de calentamiento del agua, optimizando los consumos energéticos, y garantizando la máxima estabilidad térmica en el suministro del café, del vapor y del agua caliente utilizada.

La invención se refiere asimismo a un ciclo de trabajo para dicha máquina de café.

Como es conocido, las máquinas de café actualmente existentes comprenden, encerrados en un mueble en forma de caja, por lo menos una caldera de calentamiento conectada con la red hídrica de alimentación y provista de elementos calentadores eléctricos de regulación termostática, y conectada a través de idóneos intercambiadores de calor con uno o vahos grupos de suministro de café u otras infusiones, en los cuales en cada ciclo de infusión es primero introducido el polvo de la correspondiente infusión a obtener, y después se hace circular una cantidad dosificada preestablecida de agua caliente que proviene del correspondiente intercambiador de calor, de modo que en cada grupo se obtenga y suministre la correspondiente infusión, que es después recogida en un vaso dispuesto debajo u otro contenedor idóneo.

Dicha caldera de calentamiento, en particular, está normalmente realizada con una elevada capacidad de contención, para introducir y calentar agua en cantidad suficiente para preparar distintas dosis de café y otras infusiones y para preparar también vapor acuoso para calentar la leche y otras bebidas. Además, la temperatura de calentamiento del agua de la caldera es regulada sobre niveles preestablecidos, y la cantidad de agua introducida en la caldera es regulada a través de reguladores idóneos de nivel, de modo tal que cuando el agua alcanza un nivel de llenado mínimo, después de varios ciclos de infusión, sea introducida ulterior agua hasta un nivel de llenado preestablecido. Esto significa que, en las máquinas de café que funcionan de este modo, a medida que es variado el nivel del agua contenida en la caldera son variadas las temperaturas de calentamiento de los intercambiadores de calor y por tanto también las del calentamiento del agua de preparación del café. A continuación, a causa de los progresivos pasos del agua fría a través de los intercambiadores de calor, a fin de efectuar ciclos de infusión sucesivos, disminuye la presión de la caldera y por tanto los elementos calentadores son nuevamente conectados y desconectados para mantener la presión de la caldera al mismo valor. En estas circunstancias, vista la escasa sensibilidad de respuesta del presostato, no se garantiza en la caldera y en los intercambiadores de calor una temperatura uniforme, por lo que las infusiones suministradas resultan también calentadas a temperaturas ligeramente diferentes entre si y no poseen todas las mismas características, como se requeriría por otra parte.

Finalmente, cuando el agua contenida en la caldera alcanza el nivel de llenado mínimo, el regulador de nivel detecta este nivel mínimo y manda la introducción de agua en la caldera, hasta alcanzar el nivel de llenado máximo, y en esta condición la sucesión de conexiones y desconexiones de los elementos calentadores determina un calentamiento del agua de modo no uniforme, con las mismas consecuencias antes descritas.

Las máquinas de café así realizadas, por tanto, además de no permitir suministrar siempre infusiones con características óptimas, a causa de las repetidas conexiones y desconexiones de los elementos calentadores eléctricos provocan también consumos muy elevados, para mantener siempre a la temperatura deseada la cantidad de agua respectivamente contenida en la caldera y en los intercambiadores de calor, para cualquier condición operativa de las máquinas.

Sería por tanto deseable, y constituye el objeto de la presente invención, realizar una máquina de café con características constructivas tales que permita, en cualquier ciclo de infusión, el suministro de las infusiones en las cantidades y a las temperaturas respectivamente previstas, para obtener con ello preparar siempre bebidas con características óptimas, y obtener además unos consumos reducidos y proporcionados a las cantidades y a las temperaturas del agua cada vez seleccionadas y deseadas.

La invención se refiere también a un ciclo de trabajo para máquinas de café así realizadas.

La máquina de café y el ciclo de trabajo de la misma son obtenidos, de acuerdo con la invención, con las características sustancialmente descritas, con particular referencia a las reivindicaciones anexas de la presente patente.

La invención se comprenderá mejor con la siguiente descripción, solamente a título de ejemplo no limitativo, y con referencia a la figura anexa única que muestra el esquema del circuito eléctrico con los diferentes componentes operativos de la presente máquina de café.

En la mencionada figura está representado el esquema del circuito eléctrico con los diferentes componentes operativos de la máquina de café de acuerdo con la invención, que quedan encerrados en un mueble en forma de caja (no representado) de la propia máquina.

Como es habitual, la máquina de café comprende una caldera de calentamiento 1 apta para recoger y calentar el agua para la preparación de infusiones de distintos tipos, excluido el café que es alimentada desde una red hídrica 2 e introducida en la caldera a través de una bomba 3 de tipo tradicional, un conducto de circulación 4 e idóneos órganos valvulares 31 conectados con dicha caldera. Esta caldera 1 está realizada con una elevada capacidad de contención de agua a calentar, y está dotada como es habitual de un sensor de temperatura 5, como un sensor NTC, introducido en el interior de la caldera y previsto para detectar instantáneamente la temperatura de calentamiento del agua, de por lo menos un elemento calefactor eléctrico 6 también introducido en el interior de la caldera y conectable y desconectable repetidamente con control electrónico para calentar el agua durante todo el periodo de funcionamiento de la máquina, y dotada también de dos sensores de nivel 7 y 8, para detectar respectivamente un nivel de llenado máximo y uno mínimo del agua en la cámara interna 9 de la caldera. En particular, el agua es introducida en el interior de la caldera en cantidades suficientes para preparar diferentes dosis de infusiones de distintos tipos, excluido el café, que es preparado como se describirá, y hasta un nivel de llenado máximo preestablecido, delimitando así un espacio 10 libre superior para la recogida del vapor, que se forma calentando el agua a una temperatura máxima preestablecida, que es mantenida casi constante a través de un transductor electrónico y de una adecuada regulación electrónica (no representados). Dicha caldera 1 está provista de un primer conducto de salida 11 para el paso del vapor acuoso, interceptado por una electroválvula 12 y conectado con la entrada 13 de un suministrador de agua caliente 14, entrada a su vez conectada con la bomba 3 a través de una electroválvula de mezcla 15. De este modo, accionando la electroválvula en apertura, el vapor acuoso que se forma es recogido en el espacio 10 libre y es conducido a través del conducto de salida 11 hacia el suministrador 14, mientras que a su vez accionando la electroválvula de mezcla 15 en apertura se determina la conducción del agua fría, que proviene de la red hídrica 2, a través de la bomba 3 y el conducto 4, hacia el suministrador 14, con la consiguiente mezcla del agua fría con el vapor acuoso, y para realizar dicha mezcla es previamente seleccionada la temperatura de calentamiento del agua mezclada y por tanto de la bebida a preparar y suministrar, accionando un regulador del flujo del agua fría (no representado) situado en el panel de mandos de la máquina. Después, es accionado un pulsador selector (no representado), también situado en el panel de mandos de la máquina, que manda el accionamiento simultáneo en apertura de ambas electroválvulas 12 y 15 con la consiguiente mezcla con el agua fría con el vapor calentado a la temperatura seleccionada, y obtención del agua caliente a la temperatura requerida.

A continuación, al término del suministro del agua caliente, el pulsador selector es accionado de modo que cierre simultáneamente ambas válvulas 12 y 15, parando con ello el flujo del agua caliente y preparando la máquina para el desarrollo de un ciclo sucesivo con las mismas modalidades descritas.

El espacio 10 de recogida del vapor de la caldera 1 está además conectado, a través de un conducto 16 y una electroválvula 17 de accionamiento manual mediante pulsador selector (no representado), situado en el panel de mandos de la máquina, con un suministrador del vapor 18 apto para calentar bebidas de distintos tipos contenidas en vasos y otros contenedores, y está además conectado con un grupo mezclador-emulsionador 19, a través de un ulterior conducto 20 y una electroválvula 21, el cual grupo es conectado a su vez o bien con un conducto 22 y un electroválvula 23, para aspirar el aire ambiente, o bien con un recipiente 24 de contención de leche fría, alojado en la máquina a través de una bomba peristáltica 25 o similar. El objetivo del grupo mezclador-emulsionador 19 es emulsionar el aire que es aspirado a través del conducto 22, cuando la electroválvula 23 está abierta, con la leche fría que es extraída del recipiente 24 por parte de la bomba 25 y que es conducida por esta última al grupo mezclador-emulsionador 19, y calentar dicha leche con el vapor extraído de la caldera 1, formando así leche caliente con espuma, producida por la emulsión de la misma leche con el aire, que es después suministrada por el grupo 19 a un vaso dispuesto debajo o contenedor similar. Esta operación es mandada manualmente, mediante uno o varios pulsadores selectores (no representados) que controlan el accionamiento simultáneo de las electroválvulas 21 y 23 y de la bomba 25, y se prolonga hasta obtener leche calentada a la temperatura deseada y con la cantidad de espuma deseada, y termina en cuanto está satisfecha la exigencia del usuario actuando sobre el pulsador selector para desconectar así simultáneamente las electroválvulas 21 y 23 y la bomba 25.

Dado que el agua y el vapor contenidos en la caldera 1 no son suministrados frecuentemente, como en el caso de la preparación del café, si no que son suministrados sólo de modo intermitente bajo demanda, se consigue que no es necesario conectar y desconectar repetidamente el elemento calefactor 6, si no que es suficiente prever un elemento calefactor de potencia relativamente elevada, en el ejemplo indicado de 3000 W, y conectarlo con una frecuencia menor de la necesaria para la preparación del café, manteniendo así el agua y el vapor siempre a niveles de temperaturas suficientes para satisfacer las exigencias de los usuarios, y obteniendo además consumos energéticos reducidos respecto a los requeridos para la preparación del café.

La presente máquina de café comprende además uno o varios grupos de preparación y suministro de café 26, aptos para preparar y suministrar solamente café con temperaturas y en las cantidades dosificadas deseadas, que en el ejemplo ilustrado están compuestos por cuatro grupos idénticos entre sí, cada uno de los cuales está sostenido y conectado, a través de una correspondiente electroválvula 27, con la salida 28 de una caldera 29 de calentamiento hermética y separada de volumen reducido, cuya entrada 30 está conectada con el conducto 4 corriente abajo de la bomba 3. Cada caldera 29 puede contener una cantidad de agua adecuada, suficiente para preparar de una hasta muchas dosis de café, y está provista interiormente de por lo menos un elemento calefactor eléctrico 32 con elevada potencia calefactora en el presente ejemplo de 1000 W, que cuando es conectado se caliente rápidamente calentando así también rápidamente la cantidad de agua limitada contenida en la caldera. Cada caldera 29 separada tiene sumergido un transductor de temperatura que permite detectar la temperatura del agua en la propia caldera, por lo que mediante la regulación digital es posible mantener el agua al valor previsto. El valor de temperatura del agua puede ser visualizado sobre una adecuada pantalla 35 externa. Cada caldera 29, finalmente, está provista de un transductor 34 de presión opcional y de un presostato 36 para medir la presión interna de la caldera y para señalar las correspondientes mediciones en forma digital sobre pantallas adecuadas (no representadas), también situadas en el panel de mandos de la máquina. Todos los valores de la temperatura y de la presión interna de la caldera, además, son ventajosamente memorizados en adecuadas instalaciones informáticas y analizados de tiempo en tiempo para permitir a los encargados de la manutención de la máquina verificar el correcto funcionamiento de la propia máquina. A su vez, el grupo de preparación y suministro del café 26 de cada caldera 29 es alimentado con agua caliente a presión que circula a través de la salida 28 de la caldera y la electroválvula 27, y en el grupo es introducida previamente una cápsula con el café en polvo o bien el polvo de café separado, con consiguiente preparación del café determinada por el paso del agua caliente a través de dicha cápsula o polvo de café. La temperatura de suministro del café es detectada por un sensor de temperatura 37 adecuado, e indicada en forma digital en una ulterior pantalla (no representada) también situada en el panel de mandos de la máquina. También este valor de temperatura es ventajosamente memorizado y analizado en las mencionadas instalaciones informáticas, para los mismos objetivos.

En la máquina así realizada es por tanto posible seleccionar a través de los correspondientes pulsadores selectores que caldera y grupo deben ser cada vez activados para producir y suministrar el café, y cada ciclo del trabajo que es seleccionado se inicia introduciendo directamente en la caldera una cantidad dosificada y adecuada de agua. Si durante la preparación y el suministro del café la temperatura del agua desciende por debajo del valor previsto, el elemento calefactor 32 es automáticamente conectado, llevando de nuevo la temperatura al valor previsto.

Gracias al hecho de preparar y suministrar el café exclusivamente a través de las calderas 29 y los grupos de preparación y suministro 26 antes descritos, se consigue la ventaja de poder regular a placer la temperatura de calentamiento del café en cada caldera y grupo, variando de una a una las temperaturas de referencia a alcanzar en las calderas, a través de un teclado "no representado" en el cual son introducidos los valores de referencia, el cual actúa sobre el circuito de regulación electrónico incorporado en la máquina, y la dosis de café deseada se obtiene accionando en apertura la electroválvula 27, a través de un pulsador selector (no representado) situado en el panel de mandos de la máquina, para el volumen de agua necesario para obtener esta dosis.

Una ulterior importante ventaja conseguida con la máquina de acuerdo con la invención es la de poder seleccionar a placer cada grupo 26, y obtener menores consumos energéticos por el hecho de seleccionar la duración de conexión de los respectivos elementos calefactores 32 en dependencia de la temperatura de calentamiento deseada del café, condiciones en las cuales cada elemento calefactor 32 permanece conectado solamente por un tiempo muy reducido, suficiente para calentar a la temperatura requerida la cantidad seleccionada de café a suministrar cada vez, y en el cual el agua en la caldera 23 es calentada de modo extremadamente rápido, gracias a la elevada potencia eléctrica de cada elemento calefactor 32, permitiendo con ello obtener una mejor calidad del café y una mayor estabilidad funcional y una reducida sensibilidad a la cal de la máquina. La capacidad selectiva de la temperatura de calentamiento del café preparado y suministrado permite además optimizar aún más los consumos energéticos, regulando manualmente o automáticamente los periodos de conexión de los elementos calefactores eléctricos 32 de cada grupo 26 en las franjas horarias con costes menores y más convenientes, que se traducen en menores costes energéticos a igualdad de prestaciones.

En base a las cantidades suministradas de café por cada máquina en el curso de cada jornada, que son memorizadas en el circuito de control electrónico conectado en el circuito eléctrico de la máquina, junto con los restantes componentes electrónicos de la misma y que pueden ser reclamadas en cualquier momento a través de dicho circuito de control electrónico, para suministrar así en sucesión las mismas cantidades de café, en cada ciclo de trabajo de esta máquina es así posible elaborar automáticamente o manualmente un diagrama de los consumos de café y de las temperaturas de calentamiento para cada grupo suministrador de la máquina, el cual diagrama está subdividido por franjas horarias y es después memorizado en el mencionado circuito de control electrónico y es después también reclamado cada vez automáticamente, para los sucesivos suministros de café en las mismas condiciones, con la consiguiente obtención de consumos energéticos óptimos proporcionados a los respectivos suministros de café por las máquinas específicas.

Además, en cada ciclo de trabajo seleccionado, el circuito de control electrónico de la máquina es preparado de modo tal que conecte cada vez uno o varios de los elementos calefactores 6, 32 de la caldera 1 y/o de las calderas 29 de volumen reducido, para obtener el calentamiento más rápido posible del agua para el suministro del café, o bien para generar el vapor de calentamiento, y en esta condición, gracias al calentamiento más rápido del agua o del vapor, se obtienen consumos energéticos reducidos y mejores prestaciones de las máquinas por cuanto los cafés son siempre obtenidos y suministrados a las temperaturas óptimas.

Finalmente, el mencionado circuito de control electrónico está también preparado para detectar el ciclo de trabajo óptimo para la infusión, dependiente del flujo de agua en el tiempo, y según las exigencias y las selecciones de los parámetros de dicho café por parte de cada usuario. Este ciclo de trabajo es memorizado en el circuito de control, actuando sobre mandos idóneos combinados con el mismo circuito de control, y puede así ser reclamado en cualquier momento y repetido automáticamente, con intervalos de tiempo establecidos, con el consiguiente suministro del café en la cantidad y con la calidad deseadas. Todos los parámetros previstos en la máquina pueden ser también intercambiados a distancia en la máquina, en dependencia de la marca de café cada vez elegido, mediante el uso de dispositivos adecuados de mando, como por ejemplo los teléfonos GSM o similares, conectados operativamente con ulteriores mandos adecuadamente previstos en cada máquina de café.

Claims (3)

1. Máquina de café para la preparación y el suministro selectivo de café, capuchino e infusiones de varios tipos que comprende, encerrados en un mueble en forma de caja, por lo menos una caldera de calentamiento (1) alimentada con agua fría a través de medios de bombeo (3) y provista de por lo menos un elemento calefactor del agua (6) de control electrónico, y provista de medios sensores de nivel (7, 8) para detectar y controlar respectivamente un nivel de llenado máximo y uno mínimo del agua en la caldera, siendo dicha caldera (1) apta para calentar un volumen de agua determinado y para formar vapor en un espacio (10) libre superior de la caldera, y que comprende medios suministradores de agua caliente (14) para la preparación de las distintas infusiones, medios suministradores de vapor (18) para calentar bebidas de distintos tipos contenidas en vasos u otros contenedores, medios mezcladores-emulsionadores (19) para calentar la leche contenida en por lo menos un recipiente separado (24) y para formar también espuma de leche, y que comprende además medios de preparación y suministro de café, caracterizada porque dicha caldera (1) es apta para calentar a temperaturas preestablecidas cantidades de agua suficientes para preparar distintas dosis de infusiones de distintos tipos, excluido el café, porque dicho elemento calefactor (6) posee una potencia eléctrica relativamente elevada, por ejemplo de 3000 W, y es conectado y desconectado con una frecuencia menor de la necesaria para la preparación del café, y porque dicha caldera (1) está conectada con dicho espacio (10) libre superior o bien con dichos medios suministradores de agua caliente (14), a través de medios valvulares (12), para mezclar el vapor con el agua fría conducida por dichos medios de bombeo (3), con temperaturas de calentamiento del agua reguladas y seleccionadas previamente, o bien con dichos medios suministradores de vapor (18) a través de medios valvulares (17), o bien con dichos medios mezcladores-emulsionadores (19), a través de medios valvulares (21), en la cual dichos medios mezcladores-emulsionadores (19) están además conectados con una aspiración de aire a través de medios valvulares (23) y con dicho recipiente de la leche (24) a través de medios de bombeo (bomba peristáltica 25 o similar), y además porque dichos medios de preparación y de suministro del café están constituidos por uno o vahos grupos (26) idénticos entre si, en los cuales es introducida una cápsula con polvo de café o bien polvo de café, cada uno de los cuales comunica con una correspondiente caldera (29) hermética y separada de volumen reducido, conectada con dichos medios de bombeo (3) y apta para contener una cantidad de agua limitada, suficiente para preparar desde una hasta muchas dosis de café, y provista de por lo menos un elemento calefactor eléctrico (32) de elevada potencia calefactora, por ejemplo de 1000 W, para calentar rápidamente el agua introducida en la caldera (29), siendo cada grupo (26) controlado a través de medios de control electrónicos conectados en el circuito eléctrico de la máquina y dispuestos para variar, a través de medios selectores, una a una las temperaturas de referencia a alcanzar en las diferentes calderas (29).

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque cada una de dichas calderas (29) separada contiene medios transductores (34) de temperatura aptos para detectar la temperatura del agua, por lo que mediante regulación digital es posible mantener el agua al valor previsto para preparar y suministrar el café a la temperatura prevista, y está además provista de medios sensores de presión (34, 36) para medir la presión interna de la caldera (29) y para señalar las correspondientes mediciones en forma digital, visualizando dichas detecciones sobre pantallas, y memorizando las temperaturas y las presiones detectadas en instalaciones informáticas para verificar el correcto funcionamiento de la máquina.

3. Ciclo de trabajo para máquina de café según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque prepara dichos medios de control electrónicos de modo que permitan seleccionar cada vez en cada caldera (29) singular las temperaturas de referencia a alcanzar en la caldera, a fin de conectar los correspondientes elementos calefactores (6) y (32) de dicha caldera (1) y dichas calderas (29) separadas para calentar el agua para el café o el vapor a las temperaturas deseadas, y de modo que elaboren automáticamente o manualmente en base a las cantidades suministradas de café en cada jornada, un diagrama de los consumos de café y de las temperaturas de calentamiento para cada grupo, subdividido en franjas horarias que es memorizado y reclamado cuando se desea para los sucesivos suministros de café en las mismas condiciones, y para elaborar también el ciclo óptimo de infusión del café para cada usuario, memorizándolo y reclamándolo cuando se desea, para ser así repetido para suministrar el café en la cantidad y con calidad deseadas.