ES2340611T3 - Portafiltro para capsula y maquina de cafe que comprende dicho portafiltro. - Google Patents
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Abstract
Portafiltro para máquina de café, destinado a recibir una cápsula (11) de producto del que hay que hacer una infusión y que comprende una copela (2) que presenta un fondo (3) provisto de un orificio de salida (19), y una pared anular (4) que se extiende desde el fondo (3) hasta un contorno superior (5) que define una abertura destinada a ser montada en una salida de agua caliente a presión de una máquina de café, y un soporte de cápsula (10) que se extiende entre la pared anular (4) de la copela a distancia del fondo (3) y que comprende perforaciones (7, 8), caracterizado porque al menos una perforación (7) está realizada en forma de una ranura alargada que se extiende en el plano del citado soporte (10) y que presenta una anchura adaptada para permitir una circulación libre de la infusión hacia el citado orificio de salida (19).
Description
Portafiltro para cápsula y máquina de café que
comprende dicho portafiltro.
La presente invención se refiere a un
portafiltro para máquina de café, destinado a recibir una cápsula de
producto del que hay que hacer una infusión. De modo más
particular, la invención se refiere a un portafiltro que comprende
una copela que presenta un fondo provisto de un orificio de salida,
y una pared anular que se extiende desde el fondo hasta un contorno
superior que define una abertura destinada a ser montada en una
salida de agua caliente a presión de una máquina de café, y un
soporte de cápsula que se extiende entre la pared anular de la
copela a distancia del fondo y que comprende perforaciones.
En los portafiltros conocidos, el soporte
perforado está formado generalmente por una placa metálica que
presenta un gran número de agujeros pasantes cilíndricos. Los
agujeros pueden presentar un diámetro de algunas decenas de micras
si el soporte está destinado a recibir directamente moltura, por
ejemplo de café, lo que crea una pérdida de carga importante.
Cuando el portafiltro está destinado a recibir una cápsula, formada
por ejemplo por un saquete flexible de papel de filtro que contiene
moltura de café no compactada, los agujeros del soporte de cápsula
pueden presentar un diámetro del orden de 1 mm a 2 mm. Sin embargo,
dada la presión ejercida sobre la cápsula por la llegada de agua
caliente, los agujeros del soporte deben estar suficientemente
espaciados uno de otro para que el soporte presente la resistencia
mecánica necesaria. Por consiguiente, la relación entre la
superficie de los agujeros y la superficie total del soporte,
permanece pequeña. Las pérdidas de carga del líquido que atraviesa
la cápsula y el soporte permanecen no despreciables. Además, la
circulación de agua a través de la cápsula puede verse perturbada
en ciertas zonas que están dispuestas contra una superficie maciza
importante del soporte.
Existen también portafiltros destinados de modo
más particular a cápsulas flexibles, como por ejemplo se describe
en los documentos EP-A-0 904 717 y
US-A-4 429 623, en los cuales la
cápsula reposa sobre una placa que presenta ranuras radiales en su
cara superior, y un orificio central único, calibrado generalmente
de manera que retiene una parte de la infusión aguas arriba y forma
un chorro de agua aguas abajo de éste. Una placa soporte de este
tipo permite recoger la infusión inmediatamente aguas abajo de la
cápsula y canalizar ésta hacia el orificio único. Sin embargo, un
soporte de este tipo crea una pérdida de carga importante, a
diferencia de un soporte atravesado por la infusión en la mayor
parte de su superficie gracias a perforaciones repartidas en
ésta.
Se señalará que en el caso de cápsulas
flexibles, el problema de la resistencia mecánica del soporte es más
sensible, porque contrariamente a las cápsulas rígidas, en las
cuales la moltura está compactada, no hay repartición de la presión
ejercida en un punto de la cara superior de la cápsula sobre una
mayor zona de su cara inferior. Por otra parte, las pérdidas de
carga creadas por el portafiltro son más sensibles cuando la máquina
de café produce agua a baja presión, del orden de dos bares, y no
agua a presión elevada como en la mayoría de las máquinas de tipo
expreso que funcionan aproximadamente a 15 bares.
La presente invención tiene por objeto paliar
los inconvenientes mencionados anteriormente, realizando un
portafiltro que reduzca al mínimo las perdidas de carga al tiempo
que presente una buena resistencia mecánica, y esto especialmente
para una máquina de café que funcione a baja presión con cápsulas
flexibles.
A tal efecto, la presente invención tiene por
objeto un portafiltro del tipo antes citado, caracterizado porque
al menos una perforación está realizada en forma de una ranura
alargada que se extiende en el plano del citado soporte y que
presenta una anchura adaptada para permitir una circulación libre de
la infusión hacia el citado orificio de salida.
De esta manera, al formar una o varias ranuras a
través del soporte, en lugar de agujeros cilíndricos, se constata
que se puede aumentar de manera importante la superficie total de
las perforaciones del soporte, sin degradar la función de soporte
de la cápsula, al tiempo que conserva una resistencia mecánica
suficiente. Resulta que cada ranura presenta una anchura
suficientemente reducida para formar líneas de soporte de la
cápsula bastante próximas, especialmente para evitar un desgarro del
papel de filtro que forma la cápsula.
Además, cada ranura limita de manera muy
importante las zonas macizas de la rejilla que no tienen función de
resistencia estructural, pero que limitan la superficie de las
perforaciones. Por ejemplo, si se formara una serie de agujeros
adyacentes alineados, la superficie total de la abertura así creada
se mantendría inferior a la superficie de una ranura que presente
una anchura igual al diámetro de los agujeros y una longitud igual
a la suma de los diámetros de estos agujeros. Esta relación entre la
superficie de las perforaciones y la superficie total del soporte
de cápsula es tanto más interesante cuando que cada ranura presente
un alargamiento, es decir una relación entre la longitud y la
anchura, importante.
Las ranuras pueden estar separadas por nervios
de anchura continua, y no con zonas estrechas creadas entre dos
agujeros circulares, que podrían crear puntos de debilidad.
En modos de realización preferidos de la
invención, se ha recurrido además a una u otra de las disposiciones
siguientes:
- -
- el soporte de cápsula comprende una pluralidad de ranuras anulares separadas dispuestas de manera concéntrica;
- -
- la superficie total de las ranuras del soporte de cápsula representa al menos un 20% de la superficie total del citado soporte, y preferentemente es igual aproximadamente al 30% de la superficie del citado soporte, de manera que se reducen al mínimo las pérdidas de carga al tiempo que se conserva la resistencia mecánica satisfactoria;
- -
- cada ranura presenta una anchura comprendida entre 1 mm y 3 mm;
- -
- cada ranura presenta un alargamiento superior a 10;
- -
- la distancia que separa dos ranuras adyacentes es al menos igual a la anchura de las citadas ranuras adyacentes;
- -
- el soporte de cápsula presenta una zona periférica que está desprovista de ranura y en la cual están practicados agujeros cilíndricos pasantes espaciados;
- -
- el soporte de cápsula presenta una cara inferior en la cual están formados brazos de refuerzo que se extienden radialmente con respecto al centro del soporte;
- -
- el soporte de cápsula está formado en una sola pieza moldeada de resina sintética, y preferentemente de poliamida, lo que permite realizar una pieza de geometría compleja a un coste aceptable.
La presente invención se refiere igualmente a
una máquina de café que comprende un generador de agua caliente a
baja presión, del orden de dos bares, y una cámara de infusión,
caracterizada porque la cámara de infusión comprende un portafiltro
tal como el definido anteriormente y adaptado geométricamente para
recibir una cápsula flexible.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto en el transcurso de la descripción que
sigue de un modo de realización, dado a título de ejemplo no
limitativo, refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de un
portafiltro que comprende un soporte de cápsula realizado de
acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista en corte vertical
según la línea II-II de la figura 1 con una cápsula
dispuesta en el portafiltro;
- la figura 3 es una vista agrandada desde abajo
del soporte del portafiltro representado en la figura 1;
- la figura 4 es una vista en corte vertical
según la línea IV-IV de la figura 3.
En las diferentes figuras, se han conservado
referencias idénticas para designar elementos idénticos o
similares.
En la figura 1 está representado un portafiltro
1 destinado a recibir una cápsula de producto del que hay que hacer
una infusión, tal como por ejemplo café. El portafiltro 1 comprende
una copela 2 que presenta un fondo 3, una pared anular 4 que se
extiende globalmente verticalmente a partir del fondo 3 hasta un
contorno superior 5, y un órgano de cogida 6.
El portafiltro 1 comprende además un soporte de
cápsula 10 que se extiende entre la pared anular 4 de la copela 2
de manera que cubre completamente una sección del espacio interior
definido por la pared anular 4.
Como se ve mejor en la figura 2, el soporte de
cápsula 10 está situado a distancia del fondo 3 de la copela, de
modo que define una cámara inferior 14 con el fondo 3 y con una
parte inferior 4a de la pared anular 4. El soporte 10 está situado
igualmente a distancia del contorno superior 5, de modo que una cara
superior 10a del soporte define con una parte superior 4b de la
pared anular 4, un espacio de recepción abierto que está destinado
a recibir la cápsula 11 representada esquemáticamente en la figura
2.
La cápsula 11, véase la figura 2, es un saquete
flexible, ligeramente abombado, formado por dos hojas de papel de
filtro (15, 16) unidas entre sí a nivel de un collarín periférico de
estanqueidad 17. El saquete contiene un producto 18 del que hay que
hacer una infusión que se presenta en forma de una moltura o de
polvo. En el ejemplo representado, el producto 18 del que hay que
hacer una infusión es moltura de café no compactada, pero podría
tratarse de cualquier otro producto que permita preparar una
infusión, como por ejemplo té, plantas aromáticas, un polvo de
chocolate o de leche, o también una mezcla de estos productos para
preparar un chocolate caliente o un capuchino. Por otra parte, es
totalmente posible utilizar una cápsula cuya envuelta exterior
estuviera constituida de modo diferente, por ejemplo en forma de
elementos rígidos de plástico asociados a elementos filtrantes en
forma de tejido o de rejilla perforada.
El fondo 3 de la copela 2 presenta una ligera
inclinación dirigida hacia un orificio de salida formado por un
tubo de desagüe 19 (véase la figura 1). Así, una infusión que
circula libremente en la cámara inferior 14 es recogida y guiada
hacia el tubo de desagüe 19 por el cual sale.
La parte inferior 4a de la pared anular 4 de la
copela presenta una forma globalmente cilíndrica y comprende un
reborde anular periférico 21 contra el cual se apoya un reborde
periférico complementario 22 del soporte de cápsula 10. El reborde
21 presenta un resalte 23 que está situado en el lado del órgano de
cogida 6, y que coopera con una escotadura 24, visible en la figura
3, practicada en la periferia 22 del soporte 10, de manera que
define la posición angular del soporte con respecto a la copela
2.
Como muestra la figura 2, el soporte de cápsula
10 presenta igualmente una cara inferior 10b cuya zona central se
apoya en un pie 26 que se extiende según el eje de simetría Z de la
pared anular 4. Un tornillo 27 introducido en un fileteado del pie
26, presenta una cabeza que coopera con un vaciado troncocónico de
la cara superior 10a del soporte 10 para asegurar la fijación de
éste a la copela 2.
La parte superior 4b de la pared anular 4 de la
copela 2 se va ensanchando en arco de círculo de manera que se
adapta a la parte abombada de la cápsula 11, y se prolonga por un
saliente 4c radialmente exterior contra el cual reposa el collarín
de estanqueidad 17 de la cápsula, véase la figura 2. La pared anular
4 de la copela 2 termina en el contorno superior 5 que define una
abertura de portacápsula destinada a ser montada en una salida de
agua caliente a presión de una máquina de café, que por ejemplo se
presenta en forma de una ducha de mano.
En el modo de realización representado, el
portafiltro 1 está colocado, de manera conocida, en una cámara de
infusión delimitada por dos partes de la caja de la máquina de café,
estando montada móvil una de las dos partes. Durante la preparación
de una infusión, las dos partes de la caja son bloqueadas una con la
otra, de manera que la parte móvil de la caja ejerza una presión
sobre el collarín 17 de la cápsula 11 por medio de una junta de
estanqueidad. Dado que el portafiltro 1 representado está destinado
a ser mantenido apretado entre dos partes de la caja, éste no
comprende órgano de apriete o de bloqueo, y el órgano de cogida 6 se
presenta simplemente en forma de una lengüeta. Sin embargo, el
portafiltro podría presentarse en forma de una copela que presente
tetones radialmente exteriores, y provista de un mango para ser
montado directamente por una unión de tipo bayoneta debajo de la
salida de agua caliente de una máquina de café.
Como se ve en la figura 2, el soporte de cápsula
10 presenta la forma de un disco sensiblemente plano que se
extiende perpendicularmente al eje central Z de la copela 2. El
borde periférico de la cara superior 10a del soporte 10 está
ligeramente levantado para quedar en continuidad con la parte que se
va ensanchando 4b de la copela y adaptase al perfil de la cápsula
11. Sin embargo, el soporte 10 podría presentar una forma
sensiblemente menos plana, por ejemplo una forma de cubeta que se
extienda sobre el borde redondeado de la cápsula 11. Pero, incluso
en este caso, el soporte 10 presentaría un plano medio que
preferentemente sería sensiblemente paralelo al plano que contiene
el contorno superior 5 de la copela 2.
Como la mayoría de los soportes de moltura para
máquinas de café de tipo expreso, el soporte de cápsula 10 presenta
un cierto número de perforaciones (7, 8) es decir orificios que
atraviesan directamente el soporte de su cara superior 10a a su
cara inferior 10b. De acuerdo con la invención, una parte de estas
perforaciones está realizada en forma de ranuras 7. En un modo de
realización preferido, las ranuras 7 son anulares y se presentan en
forma de tres círculos concéntricos, sin unión entre ellos, que se
extienden a lo largo de la cara superior 10a y de la cara inferior
10b del soporte 10, es decir en el plano medio del soporte 10. Las
ranuras 7 se extienden en una longitud netamente superior a su
anchura, de modo que se trata de ranuras alargadas, siendo la
relación de alargamiento de las ranuras preferentemente superior a
10. En efecto, un alargamiento importante de las ranuras aumenta la
superficie de las perforaciones así realizadas, y por consiguiente
aumenta la sección de paso de la infusión a través del soporte 10,
con respecto a perforaciones que estuvieran realizadas en forma de
agujeros cilíndricos de diámetro igual a la anchura de la ranura y
dispuestos uno al lado de otro en una longitud correspondiente a la
longitud de la ranura. De esta manera, al aumentar la superficie de
las perforaciones constituidas por las ranuras 7, se limita la
pérdida de carga de la infusión cuando ésta atraviesa el soporte de
la cápsula 10 para fluir a la cámara inferior 14, lo que es
particularmente interesante cuando la máquina de café suministra
agua caliente a una presión relativamente baja, del orden de dos
bares.
Con este mismo objeto de limitar las pérdidas de
carga, cada ranura debe presentar una anchura mínima para evitar
cualquier fenómeno de retención por capilaridad o constricción del
flujo que provoque la formación de un chorro a partir de la cara
inferior 10b del soporte 10. Se considera que se obtiene una
circulación libre de la infusión a través de una ranura 7 hacia el
orificio de salida 19, cuando la ranura presenta una anchura de al
menos 0,5 mm en el caso de una cápsula flexible de café estándar del
que hay que hacer infusión a una presión de aproximadamente dos
bares y con perforaciones (7, 8) que presentan una superficie
acumulada que corresponde al menos al 20% de la superficie total
del soporte 10. Sin embargo, esta anchura mínima de las ranuras 7
puede variar sensiblemente en función de la naturaleza, de la
presión y del caudal de la infusión, o también en función del
espesor del soporte de cápsula 10.
Por otra parte, se ha constatado que una
perforación en forma de ranura 7 sostenía eficazmente el papel de
filtro 16 de la cápsula 11, es decir que éste no queda deformado de
manera excesiva, ni desgarrado, después de la preparación de una
infusión, a pesar de su superficie no sostenida importante. Mientras
que con una perforación de igual superficie realizada en forma de
un agujero cilíndrico, existe un riesgo de deterioro de la
cápsula.
Resulta que una anchura de ranura de
aproximadamente 2,5 mm, como en el modo de realización representado,
pero que podría variar entre 1 mm y 3 mm, ofrece un buen compromiso
entre la exigencia de una sección de paso importante y un soporte
fiable de la cápsula 11.
La disposición de las ranuras anulares 7 en
forma de círculos concéntricos, permite a éstas ocupar una gran
superficie del soporte 10 y presentar un alargamiento importante.
Pero se observará que cada ranura podría presentar igualmente una
forma anular poligonal, o también ser rectilínea, curva, o en forma
de una espiral. Pero se privilegiarán ranuras 7 separadas que estén
colocadas de manera adyacente, es decir que se extiendan
paralelamente una a otra, de modo que las partes macizas 28 que
separan dos ranuras adyacentes presenten una anchura inferior a la
anchura de las ranuras adyacentes 7, con el fin de reducir al mínimo
la superficie de estas partes macizas 28.
Como puede verse en la figura 3, la zona
periférica anular 29 del soporte 10 está desprovista de ranura, pero
comprende las perforaciones 8 realizadas en forma de agujeros
cilíndricos pasantes que por tanto aumentan la superficie total de
las perforaciones, de modo que ésta representa aproximadamente un
30% de la superficie del disco correspondiente a la superficie
superior 10a del soporte de la cápsula. Conviene señalar que esta
zona periférica 29 del soporte está desprovista generalmente de
perforación en los soportes previstos para cápsulas flexibles
porque el collarín periférico de éstas es susceptible de deformarse
y de crear un paso directo del agua caliente desde la salida de la
máquina de café a través del soporte de cápsula. Se ha constatado
que adoptando agujeros cilíndricos 8 de un diámetro de
aproximadamente 2 mm y separados uno de otro una distancia superior
a su diámetro, este riesgo era limitado.
Con el fin de soportar las partes anulares
macizas 28 que separan las ranuras 7 y de conferir una resistencia
mecánica al soporte de cápsula 10 que permita resistir la presión
creada por la salida de agua caliente, están dispuestos brazos de
refuerzo 30 contra la cara inferior 10b del soporte de cápsula que,
preferentemente, se extienden radialmente con respecto al centro de
éste.
Se señalará que debajo de los brazos de refuerzo
30 están previstos elementos de enmascaramiento 37 que presentan,
cada uno, una forma sensiblemente idéntica a la ranura 7
correspondiente. Los elementos 37 están dispuestos enfrente de las
ranuras 7 de manera que enmascaran visiblemente el fondo 3 de la
copela que puede comprender trazas de café, y para limitar la
posibilidad de introducir objetos extraños en la cámara inferior 14
por las ranuras 7. Sin embargo, es importante que estos elementos
de enmascaramiento 37 estén dispuestos a una distancia
significativa de la cara inferior 10b del soporte de cápsula y
presenten una anchura reducida, con el fin de no reducir por efecto
de obstáculo la sección de paso eficaz de las perforaciones (7, 8)
del soporte 10. En el presente modo de realización, la distancia
que separa la cara superior de los elementos de enmascaramiento 37
de la cara inferior 10b del soporte es de 2 mm, es decir del orden
de magnitud de la anchura de las ranuras 7, y la anchura de los
elementos de enmascaramiento 37, medida radialmente, es ligeramente
inferior a la anchura de las ranuras 7, de modo que estos elementos
de enmascaramiento 37 no obstaculicen de ninguna manera la
circulación libre de la infusión hacia la salida del
portafiltro.
El soporte de cápsula 10, así como los brazos de
refuerzo 30 y los elementos de enmascaramiento 37, están formados
en una sola pieza de resina sintética moldeada, lo que permite
realizar en gran serie piezas complejas de forma precisa al tiempo
que se limitan los costes. Se considera que la poliamida es un
material particularmente adaptado para resistir a la vez las
tensiones mecánicas y las temperaturas que debe soportar el soporte
de cápsula 10.
El portafiltro 1 descrito anteriormente limita
las pérdidas de carga de la infusión cuando ésta le atraviesa, y
por tanto permite obtener un caudal y una presión satisfactoria
aguas abajo del soporte de cápsula 10. Debido a esto, éste está
particularmente adaptado para ser colocado en una cámara de infusión
de una máquina de café que comprenda un generador de agua caliente
a baja presión.
Claims (10)
1. Portafiltro para máquina de café, destinado a
recibir una cápsula (11) de producto del que hay que hacer una
infusión y que comprende una copela (2) que presenta un fondo (3)
provisto de un orificio de salida (19), y una pared anular (4) que
se extiende desde el fondo (3) hasta un contorno superior (5) que
define una abertura destinada a ser montada en una salida de agua
caliente a presión de una máquina de café, y un soporte de cápsula
(10) que se extiende entre la pared anular (4) de la copela a
distancia del fondo (3) y que comprende perforaciones (7, 8),
caracterizado porque al menos una
perforación (7) está realizada en forma de una ranura alargada que
se extiende en el plano del citado soporte (10) y que presenta una
anchura adaptada para permitir una circulación libre de la infusión
hacia el citado orificio de salida (19).
2. Portafiltro de acuerdo con la reivindicación
1, en el cual el soporte de cápsula (10) comprende una pluralidad
de ranuras anulares separadas (7) dispuestas de manera
concéntrica.
3. Portafiltro de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2, en el cual la superficie total de las
ranuras (7) del soporte de cápsula (10) representa al menos el 20%
de la superficie total del citado soporte y, preferentemente, es
igual aproximadamente al 30% de la superficie del citado
soporte.
4. Portafiltro de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el cual cada ranura (7)
presenta una anchura comprendida entre 1 mm y 3 mm.
5. Portafiltro de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el cual cada ranura (7)
presenta un alargamiento superior a 10.
6. Portafiltro de acuerdo con la reivindicación
2, en el cual la distancia que separa dos ranuras adyacentes (7) es
como mucho igual a la anchura de las citadas ranuras adyacentes.
7. Portafiltro de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el cual el soporte de cápsula
presenta una zona periférica (29) que está desprovista de ranura y
en la cual están practicados agujeros cilíndricos pasantes (8)
espaciados.
8. Portafiltro de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el cual el soporte de cápsula
(10) presenta una cara inferior (10b) en la cual están formados
brazos de refuerzo (30) que se extienden radialmente son respecto
al centro del citado soporte.
9. Portafiltro de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el cual el soporte de cápsula
(10) está formado en una sola pieza moldeada de resina sintética y,
preferentemente, de poliamida.
10. Máquina de café que comprende un generador
de agua caliente a baja presión, del orden de dos bares, y una
cámara de infusión, caracterizada porque la cámara de
infusión comprende un portafiltro (1) de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, y adaptado geométricamente para
recibir una cápsula flexible.
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