ES2895942T3 - Sistema para infundir un líquido enfriado con gas para formar una bebida infundida con gas - Google Patents

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Abstract

Un sistema (10) para infundir un líquido con un gas para formar una bebida infundida con gas, el sistema (10) comprende un tanque (12) que tiene una primera y segunda cavidades (14, 16) y un circuito de refrigeración adaptado para refrigerar el tanque (12) y el contenido de las cavidades primera y segunda (14, 16), en el que un líquido puede ser suministrado a la primera cavidad (14) y enfriado en la misma por el circuito de refrigeración, en el que el líquido puede posteriormente ser suministrado a la segunda cavidad (16) e infundido en la misma con un gas para formar así la bebida infundida con gas, y en el que la bebida infundida con gas puede posteriormente ser suministrada a una salida de la bebida (28) para ser dispensada a un usuario, en el que el sistema (10) comprende además: - una entrada de cavidad (22) adaptada para suministrar el líquido desde la primera cavidad (14) a la segunda cavidad (16); - una placa separadora (24) adaptada para separar la primera cavidad (14) de la segunda cavidad (16); y - una pluralidad de nervaduras (44) adaptadas para hacer que el líquido procedente de una entrada de líquido (20) se arremoline alrededor de la primera cavidad (14) antes de ser suministrado a la segunda cavidad (16) a través de la entrada de la cavidad (22), en la que el tanque (12) comprende una base (46) y caracterizado porque la pluralidad de nervaduras soporta la placa separadora (24) con respecto a la base (46).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema para infundir un líquido enfriado con gas para formar una bebida infundida con gas
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud se basa en, y reivindica, la prioridad de la solicitud de patente US n.° 16/105.589, presentada el 20 de agosto de 2018 y la solicitud de patente provisional US n.° 62/547.940, presentada el 21 de agosto de 2017.
Campo
La presente divulgación se refiere a sistemas para infundir líquidos con gas y formar bebidas con gas.
Antecedentes
La solicitud de patente del Reino Unido n° GB 2.483.073 divulga un tanque carbonatador que tiene una cubeta y una tapa. La tapa está provista de una entrada para el agua sin gas, una entrada para el gas carbónico y una salida para el agua carbonatada. Un serpentín de enfriamiento está enrollado alrededor de, y en contacto con, una superficie exterior del tanque a lo largo de casi toda la longitud del mismo. La entrada de agua está conectada a un serpentín de refrigeración que entra en contacto con una superficie exterior de un serpentín evaporador. El serpentín de refrigeración enfría el agua sin gas que llega al tanque. El agua sin gas se dispensa o se inyecta en el tanque para generar agua carbonatada.
Otros sistemas ejemplares para infundir líquidos con gas se divulgan en los documentos WO 2015/151868 A1, US 5152935 A, US 4764315 A y US 5310088 A. El documento EP-A-0 193 873 divulga un sistema de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Sumario
Este sumario se proporciona para introducir una selección de conceptos que se describen más adelante en la descripción detallada de los dibujos. Este sumario no pretende identificar las características clave o esenciales de la materia objeto reivindicada, ni pretende utilizarse como ayuda para limitar el alcance de la materia objeto reivindicada. En ciertos ejemplos divulgados en el presente documento, un sistema es para infundir un líquido con un gas para formar una bebida infundida con gas. El sistema tiene un tanque con una primera y una segunda cavidades. Un circuito de refrigeración refrigera el tanque y el contenido de la primera y segunda cavidades. El líquido se suministra a la primera cavidad y se enfría en la misma mediante el circuito de refrigeración y, a continuación, se suministra a la segunda cavidad y se infunde con gas en la misma para formar así la bebida infundida con gas. A continuación, la bebida infundida con gas se suministra a una salida para su dispensación a un usuario. El sistema reivindicado se define por las características de la reivindicación 1. Otras realizaciones preferentes se definen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La presente divulgación se describe con referencia a las siguientes figuras. En las figuras se utilizan los mismos números para referirse a características y componentes similares.
La FIG. 1 se ha tomado de la solicitud de patente del Reino Unido n° GB 2.483.073 y representa un carbonatador del estado de la técnica con sistema de refrigeración.
La FIG. 2 es una vista esquemática de un sistema según la presente divulgación, para infundir un líquido enfriado con un gas para formar una bebida infundida con gas.
La FIG. 3 es una vista esquemática en sección de una parte del sistema mostrado en la FIG. 2, en particular una cavidad superior y una tapa.
La FIG. 4 es una vista en sección desde arriba en una cavidad inferior del sistema.
La FIG. 5 es una vista esquemática de la tapa.
La FIG. 6A es una vista en perspectiva de otro sistema según la presente divulgación.
La FIG. 6B es una vista superior del sistema mostrado en la FIG. 6A.
La FIG. 6C es una vista transversal del sistema mostrado en la FIG. 6A a lo largo de la línea 6C-6C mostrada en la FIG. 6B.
La FIG. 6D es una vista en sección transversal del sistema mostrado en la FIG. 6A a lo largo de la línea 6D-6D mostrada en la FIG. 6B.
La FIG. 6E es una vista en sección transversal del sistema mostrado en la FIG. 6A a lo largo de la línea 6E-6E mostrada en la FIG. 6C.
La FIG. 7 es una vista en despiece del sistema mostrado en la FIG. 6A.
Descripción detallada de los dibujos
La FIG. 1 se ha tomado de la solicitud de patente del Reino Unido n° GB 2.483.073 y representa un tanque carbonatador que tiene un recipiente cilindrico 37a y una tapa o cabezal 37b. El cabezal 37b está provisto de una entrada 39 para el agua sin gas, una entrada 41 para el gas carbónico y una salida 43 para el agua carbonatada. La salida 43 tiene forma de tubo que se extiende cerca del fondo de la cubeta cilindrica 37a y está conectada por un conducto 45 a un bloque de válvulas 47 que incluye un conector de salida del producto. La entrada 39 está conectada a un conector de entrada de agua por una línea 48 que incluye una bomba y un serpentín de preenfriamiento de agua 49. Una válvula de retención 51 en la entrada 39 impide el reflujo del agua. La entrada 41 está conectada a un conector de entrada de gas por una línea 53. Una válvula de retención 55 en la entrada 41 impide el reflujo de gas.
Un conector en T 58 aguas abajo del serpentín de preenfriamiento 49 divide la línea 48 para conectarla a la entrada 39 del tanque carbonatador y al bloque de válvulas 47. El bloque de válvulas 47 es operable para suministrar agua sin gas de la línea 48 o agua carbonatada de la línea 45 a la línea de suministro del producto 7 según la selección del usuario. En algunas aplicaciones, el bloque de válvulas 47 también puede estar configurado para suministrar una mezcla de agua sin gas y agua carbonatada a la línea de suministro del producto 7. La proporción de agua sin gas y agua carbonatada en una mezcla puede ser ajustable según la selección del usuario.
El bloque de válvulas 47 puede incluir medios de control de flujo para uno o ambos tipos de agua sin gas y agua carbonatada suministrados desde las líneas 45, 48 a la línea de suministro. Los medios de control de flujo pueden ser ajustables. En esta realización, se proporcionan ajustadores de tornillo separados para las líneas 45 y 48 respectivamente. Los medios de control de flujo pueden ajustarse en el momento de la instalación.
El cabezal 37b del tanque carbonatador incluye además una válvula de seguridad 57 y un conjunto de sonda de nivel 59. La válvula de seguridad 57 es operable para liberar la presión de acceso de un espacio de cabeza 61 dentro del tanque carbonatador. El conjunto de sonda de nivel 59 incluye un par de sondas 59a, 59b para monitorear el nivel de agua en el tanque carbonatador y controlar la adición de agua al tanque carbonatador. En uso, el agua se añade al tanque carbonatador cuando el nivel de agua cae a un nivel mínimo detectado por una sonda 59a hasta que se alcanza un nivel superior detectado por la otra sonda 59b.
Se utiliza un circuito de refrigeración, que incluye un condensador, un compresor y un evaporador, para enfriar el agua mientras se añade y se almacena en el tanque carbonatador. La solicitud GB 2,483,073 divulga varias realizaciones que tienen el serpentín de preenfriamiento 49 enrollado alrededor y/o enrollado adyacente a la superficie externa de un serpentín evaporador sobre sustancialmente la longitud del tanque. El contacto térmico entre los respectivos serpentines y el tanque logra el enfriamiento de la bebida producida por el dispositivo carbonatador.
A través de la investigación y la experimentación, el presente inventor ha determinado que los sistemas enseñados en la solicitud GB 2,483,073 son algo limitados con respecto a la cantidad de agua fría sin gas disponible para el usuario a petición. La presente divulgación es el resultado de los esfuerzos del inventor por mejorar los conceptos divulgados en la solicitud GB 2,483,073, y en particular de los esfuerzos por proporcionar al usuario una bebida con gas y agua sin gas más fácilmente disponible.
Con referencia ahora a las FIGS. 2 y 3, se proporciona un sistema 10 para infundir un líquido, por ejemplo, agua sin gas, con un gas, por ejemplo, dióxido de carbono o nitrógeno, para formar así una bebida infundida con gas. El sistema 10 no está limitado para su uso con un tipo particular de líquido o gas.
En el ejemplo ilustrado, el sistema 10 incluye un tanque 12 que tiene unas primeras y segundas cavidades 14, 16. El tanque 12 se extiende a lo largo de un eje 15, y la segunda cavidad 16 se encuentra directamente por encima de la primera cavidad 14 a lo largo del eje 15. El sistema 10 también incluye un circuito de refrigeración que refrigera el tanque 12 y el contenido de las cavidades primera y segunda 14, 16. Los componentes del circuito de refrigeración no se muestran en los dibujos. Sin embargo, como se explica en la solicitud GB 2,483,073 incorporada, el circuito de refrigeración puede incluir un circuito de refrigeración convencional que tiene un condensador, un compresor y un evaporador que tiene un serpentín evaporador 18 que se extiende a lo largo del tanque 12, y particularmente a lo largo de las cavidades primera y segunda 14, 16. En el ejemplo ilustrado, el serpentín evaporador 18 se enrolla alrededor del tanque 12, de tal manera que el calor se intercambia entre el serpentín evaporador 18, relativamente frío, y el contenido de las cavidades primera y segunda 14, 16. Preferiblemente, el contenido de la primera y la segunda cavidades 14, 16 también intercambian calor entre sí. El serpentín evaporador 18 se sujeta alrededor del tanque 12, de manera que el serpentín evaporador 18 está en contacto directo con el tanque 12. En ciertos ejemplos, el tanque 12 con el serpentín evaporador 18 se presiona en un cuerpo aislante de EPS moldeado (no mostrado) para mantener los componentes en posición y en contacto entre sí.
Una entrada de líquido 20 está conectada a una fuente de líquido y está configurada para suministrar el líquido a la primera cavidad 14. La entrada de líquido 20 tiene un reductor de presión, de tal manera que la presión del líquido que entra en la primera cavidad 14 se controla a una presión deseada independientemente de la presión aguas arriba de la entrada de líquido 20. En el ejemplo ilustrado, la entrada de líquido 20 se extiende a través de la pared lateral del tanque 12 en la ubicación de la primera cavidad 14. Una entrada de cavidad 22 suministra el líquido desde la primera cavidad 14 a la segunda cavidad 16. En ciertos ejemplos, la entrada de la cavidad 22 incluye una primera porción 22A que se extiende radialmente hacia afuera desde el eje 15 hacia la pared lateral del tanque 12 y una segunda porción 22B que se extiende hacia la tapa 26 (FIG. 6C). En el ejemplo ilustrado en la Fig. 2, la entrada de la cavidad 22 se extiende a través de una placa separadora 24 que separa las cavidades primera y segunda 14, 16 y a través de una tapa 26 del tanque 12. La forma de la placa separadora 24 puede variar. En la FIG. 3, la placa separadora 24 es una placa que es horizontalmente plana, y en la FIG. 6C la placa separadora 24 tiene una superficie inclinada radialmente hacia adentro que dirige la bebida infundida por gas hacia el eje 15 y aletas 33 inclinadas radialmente hacia adentro. La superficie inclinada radialmente hacia adentro asegura que la bebida infundida con gas en la segunda cavidad 14 se dirija hacia una salida de la bebida 28 (descrita más adelante) y sea transportada completamente fuera de la segunda cavidad 14. El transporte de toda la bebida infundida con gas fuera de la segunda cavidad 14 es importante para los procesos de saneamiento del sistema. En un ejemplo, la placa separadora 24 está configurada para facilitar el intercambio de calor observado entre el contenido de las cavidades primera y segunda 14, 16. En el ejemplo representado en la Fig. 2, la entrada de la cavidad 22 está desplazada radialmente del eje 15.
Con referencia a las FIGS. 2, 3 y 5, la tapa 26 está conectada al tanque 12 y sellada con el tanque 12, de manera que la segunda cavidad 16 esté aislada de la atmósfera circundante. Una salida de la bebida 28 se extiende a través de la tapa 26 y está configurada para transportar la bebida infundida con gas desde la segunda cavidad 16 hasta un punto de dispensación para el usuario. Una entrada de gas 30 se extiende a través de la tapa 26 y está conectada a una fuente de gas presurizado. La entrada de gas 30 está configurada para suministrar el gas presurizado a la segunda cavidad 16, de tal manera que el líquido en la segunda cavidad 16 se infunde con el gas para formar la bebida infundida con gas antes mencionada, que luego se suministra a la salida de la bebida 28 para su dispensación al usuario. Una salida de líquido 32 se extiende a través de la tapa 26 y está configurada para transportar el líquido desde la primera cavidad 14 para su dispensación al usuario (por ejemplo, el líquido dispensado a través de la salida de líquido 32 se enfría, pero no se infunde con gas). Al igual que en la solicitud GB 2,483,073, el líquido de la primera cavidad 14 se transporta a través de un conducto de salida común a un racoren T 36 que distribuye y transporta el líquido en paralelo, ya sea a la segunda cavidad 16 para la infusión con el gas o alternativamente a la salida de líquido 32. Se puede utilizar una bomba (no mostrada) para transportar el líquido enfriado y/o la bebida infundida con gas desde el tanque 12.
Con referencia a la FIG. 3, una válvula de retención unidireccional 38 impide el flujo de la bebida infundida con gas hacia el conducto de salida común y la entrada de la cavidad 22 desde la segunda cavidad 16. Una válvula de solenoide 40 está integrada en la tapa 26 y está configurada para controlar el flujo de la bebida infundida con gas a través de la salida de la bebida 28. Otra electroválvula 42 está integrada en la tapa 26 y está configurada para controlar el flujo del líquido a través de la salida de líquido 32. Una válvula de descarga 56 (FIG. 4) está configurado para liberar el gas de la segunda cavidad 16.
Con referencia ahora a la FIG. 4, una pluralidad de nervaduras 44 está dispuesta en la primera cavidad 14 y está configurada para hacer que el líquido procedente de la entrada de líquido 20 se arremoline alrededor de la primera cavidad 14 antes de ser suministrado a la segunda cavidad 16. El remolino del líquido alrededor de la primera cavidad 14 facilita un mayor intercambio de calor entre el contenido de la primera y la segunda cavidad 14, 16. La configuración de las nervaduras 44 puede variar de lo que se muestra. En el ejemplo ilustrado, las nervaduras 44 son curvas y se extienden entre una base 46 del tanque 12 y la placa separadora 24. Las nervaduras 44 en este ejemplo soportan la placa separadora 24 por encima de la base 46. Como se aprecia mejor en la FIG. 4, las nervaduras 44 están separadas radialmente entre sí para definir trayectorias de flujo discretas que tienen una anchura relativamente menor cerca de un diámetro exterior de la primera cavidad 14 y una anchura relativamente mayor cerca del centro de la primera cavidad 14. De este modo, la trayectoria del flujo de líquido permanece sustancialmente constante en sección transversal, promoviendo efectos de intercambio de calor uniformes a través de la placa separadora 24. En un ejemplo, las nervaduras 44 están construidas con una lámina de acero inoxidable (lámina de acero inoxidable de 0,2 milímetros de espesor) que se enrolla en forma de espiral. En otros ejemplos, las nervaduras 44 están realizadas de plástico moldeado por inyección en forma de espiral. Las nervaduras 44 se presionan para que entren en contacto con la superficie interior del fondo de la primera cavidad 14, y al menos una de las nervaduras 44 entra en contacto con la pared lateral interior de la primera cavidad 14.
El sistema según la presente divulgación proporciona ventajosamente un tanque aumentado de líquido refrigerado para suministrarlo a la segunda cavidad o, alternativamente, directamente al usuario. La placa separadora puede ser moldeada por inyección y sellada por una junta tórica con el tanque. La tapa puede ser moldeada por inyección y sellada por una junta tórica con el tanque. Las vías de flujo del líquido en la primera cavidad están guiadas por las nervaduras, que también pueden servir de apoyo a la placa separadora con respecto a la base del tanque. La reducción del número de conexiones de tubos se consigue de forma ventajosa en comparación con el estado de la técnica, mediante la integración del racor en T con la válvula de retención y la integración de dos válvulas dispensadoras con compensadores de flujo en la tapa.
Las FIGS. 6A-6E y 7 representan otra forma de realización del sistema 10, con los correspondientes números de referencia aplicados.
Aunque los ejemplos ilustrados muestran la primera cavidad debajo de la segunda cavidad, en otros ejemplos la primera y la segunda cavidades pueden estar una al lado de la otra o la primera cavidad puede estar por encima de la segunda cavidad.
En la presente descripción, se han utilizado ciertos términos por razones de brevedad, claridad y comprensión. No se debe inferir ninguna limitación innecesaria más allá de los requisitos del estado de la técnica, ya que dichos términos se utilizan únicamente con fines descriptivos y se pretende que se interpreten de forma amplia. Los diferentes aparatos, sistemas y métodos en el presente documento descritos pueden utilizarse solos o en combinación con otros aparatos, sistemas y métodos. Son posibles varios equivalentes, alternativas y modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (10) para infundir un líquido con un gas para formar una bebida infundida con gas, el sistema (10) comprende un tanque (12) que tiene una primera y segunda cavidades (14, 16) y un circuito de refrigeración adaptado para refrigerar el tanque (12) y el contenido de las cavidades primera y segunda (14, 16), en el que un líquido puede ser suministrado a la primera cavidad (14) y enfriado en la misma por el circuito de refrigeración, en el que el líquido puede posteriormente ser suministrado a la segunda cavidad (16) e infundido en la misma con un gas para formar así la bebida infundida con gas, y en el que la bebida infundida con gas puede posteriormente ser suministrada a una salida de la bebida (28) para ser dispensada a un usuario, en el que el sistema (10) comprende además:
- una entrada de cavidad (22) adaptada para suministrar el líquido desde la primera cavidad (14) a la segunda cavidad (16);
- una placa separadora (24) adaptada para separar la primera cavidad (14) de la segunda cavidad (16); y - una pluralidad de nervaduras (44) adaptadas para hacer que el líquido procedente de una entrada de líquido (20) se arremoline alrededor de la primera cavidad (14) antes de ser suministrado a la segunda cavidad (16) a través de la entrada de la cavidad (22), en la que el tanque (12) comprende una base (46) y caracterizado porque la pluralidad de nervaduras soporta la placa separadora (24) con respecto a la base (46).
2. El sistema (10) según la reivindicación 1, que comprende además una entrada de líquido (20) adaptada para suministrar el líquido a la primera cavidad (14), en la que la entrada de líquido (20) está conectada a una fuente de líquido.
3. El sistema (10) según la reivindicación 1 o 2, en el que la primera y la segunda cavidades (14, 16) son adyacentes entre sí y están separadas por la placa separadora (24), de manera que el contenido de la primera y la segunda cavidades (14, 16) intercambian calor entre sí.
4. El sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la entrada de la cavidad (22) se forma a través de la placa separadora (24).
5. El sistema (10) según la reivindicación 4, en el que la pluralidad de nervaduras (44) define trayectorias de flujo que tienen una anchura relativamente menor más cerca de un diámetro exterior de la primera cavidad (14) y una anchura relativamente mayor más cerca de un centro de la primera cavidad (14).
6. El sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el circuito de refrigeración comprende un serpentín evaporador (18) que está enrollado alrededor del tanque (12).
7. El sistema (10) según la reivindicación 6, en el que el serpentín evaporador (18) se extiende a lo largo de ambas primera y segunda cavidades (14, 16).
8. El sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una tapa (26) que sella la segunda cavidad (16).
9. El sistema (10) según la reivindicación 8, en el que la salida de la bebida (28) está formada en la tapa (26).
10. El sistema (10) según la reivindicación 12, que comprende además una válvula de solenoide integrada (40) en la tapa (26) y configurada para controlar el flujo de la bebida infundida con gas a través de la salida de la bebida (28).
11. El sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una salida de líquido (32) adaptada para transportar líquido desde la primera cavidad (14) para su dispensación a un usuario.
12. El sistema (10) según la reivindicación 11, en el que el sistema está adaptado para transportar el líquido en la primera cavidad (14) a través de un conducto de salida común a un racor en T (36) que distribuye el líquido en paralelo a la segunda cavidad (16) para la infusión con gas y alternativamente a la salida de líquido (32).
13. El sistema (10) según la reivindicación 12, que comprende además una válvula de retención unidireccional (38) que impide el flujo de la bebida infundida con gas hacia el conducto de salida común desde la segunda cavidad (16).
14. El sistema (10) según la reivindicación 13, que comprende además una válvula de solenoide (40) integrada en la tapa y configurada para controlar el flujo del líquido a través de la salida de líquido (32).
15. El sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una válvula de descarga (56) configurada para liberar el gas de la segunda cavidad (16).
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