IT201900009381A1

IT201900009381A1 - Dispositivo riscaldatore a passaggio d'acqua configurato per riscaldare acqua in una macchina per la preparazione e l'erogazione di bevande

Info

Publication number: IT201900009381A1
Application number: IT102019000009381A
Authority: IT
Inventors: Fabio Bruzzese
Original assignee: Rheavendors Services Spa
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2020-12-18
Also published as: BR112021025813A2; AU2020295015B2; CA3144215A1; AU2020295015A1; UA127467C2; CN114364291A; WO2020255026A1; JP2022537397A; IL289060A; EP3986217B1; KR20220047754A; JP7394890B2; US20220265084A1; EP3986217A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“DISPOSITIVO RISCALDATORE A PASSAGGIO D’ACQUA CONFIGURATO PER RISCALDARE ACQUA IN UNA MACCHINA PER LA PREPARAZIONE E L’EROGAZIONE DI BEVANDE”

Settore Tecnico

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio configurato per riscaldare acqua in una macchina per la preparazione e l’erogazione di bevande, in particolare per la preparazione e l’erogazione di bevande calde a partire da un materiale anidro, ad esempio caffè, thè, cioccolata, o simili.

Stato dell’Arte

Sono note macchine per la preparazione e l’erogazione di bevande, in particolare per la preparazione e l’erogazione di bevande calde a partire da un materiale anidro, ad esempio caffè, thè, cioccolata, o simili.

Tali macchine sono provviste di uno o più dispositivi riscaldatori configurati per riscaldare l’acqua, ad esempio caldaie o bollitori. I dispositivi riscaldatori noti comprendono generalmente un elemento riscaldante, realizzato in materiale resistivo e atto a riscaldare l’acqua contenuta all’interno di un serbatoio o recipiente della macchina.

Più precisamente, l’elemento riscaldante è permanentemente immerso nell’acqua contenuta nel recipiente; una differenza di potenziale è applicata ai capi dell’elemento riscaldante. Viene quindi generata una corrente elettrica in seno a quest’ultimo che, per effetto Joule, dissipa energia sotto forma di calore, riscaldando l’acqua per conduzione.

È necessario, dunque, mantenere l’acqua contenuta nel recipiente ad una desiderata temperatura, in modo da garantire un’erogazione della bevanda in tempi brevi.

Ne consegue che, se la macchina resta inattiva per periodi lunghi, si avrà un dispendio di energia considerevole per mantenere l’acqua all’interno del recipiente alla temperatura desiderata (solitamente superiore agli 85°C).

Inoltre, i dispositivi riscaldatori sopra menzionati sono del tipo ad accumulo, ovvero del tipo in cui un determinato volume d’acqua è contenuto nel recipiente ed in cui l’acqua viene riscaldata e mantenuta alla temperatura desiderata; nel momento in cui è richiesta l’erogazione di un certo volume di acqua calda per preparare una relativa bevanda, l’acqua calda prelevata dal recipiente viene reintegrata con dell’acqua a temperatura ambiente. L’acqua nel recipiente necessita quindi di essere riscaldata e riportata alla temperatura desiderata, in modo da garantire che la successiva erogazione avvenga alla temperatura desiderata.

In quest’ultimo caso, è dunque necessario un periodo di attesa per riscaldare nuovamente l’acqua, la durata del quale dipende dalla quantità di acqua calda alimentata in una o più erogazioni precedenti.

Oltre alla temperatura, un’importante specifica da soddisfare è la portata dell’acqua calda alimentata, che dipende soprattutto dal tipo di bevanda da preparare; ad esempio nel caso di bevande prodotte per mezzo di sostanze solubili, è richiesta una portata d’acqua calda considerevole (almeno 10 cc/s). Con una portata elevata di acqua calda alimentata, si avrà un rapido abbassamento della temperatura dell’acqua contenuta nel recipiente, con il risultato di avere lunghi tempi d’attesa per una successiva erogazione oppure di ottenere una bevanda in cui la sostanza solubile può formare dei grumi.

I problemi sopra esposti e legati al riscaldamento dell’acqua, in macchine per la preparazione e l’erogazione di bevande, sono dovuti all’inerzia termica con cui si riscalda una determinata massa d’acqua.

Al fine di ovviare a questi inconvenienti tecnici, sono note soluzioni che sfruttano il fenomeno dell’induzione elettromagnetica per riscaldare l’acqua.

In particolare, sono noti dispositivi riscaldatori a passaggio d’acqua che sfruttano l’induzione elettromagnetica per generare correnti parassite all’interno di un condotto realizzato in materiale elettricamente conduttivo all’interno del quale fluisce l’acqua da riscaldare. Le correnti parassite dissipano energia, per effetto Joule, sotto forma di calore, riscaldando in tal modo il condotto e, di conseguenza, l’acqua che fluisce a contatto con esso.

È noto che i dispositivi riscaldatori a induzione elettromagnetica sono particolarmente vantaggiosi in quanto consentono di riscaldare in breve tempo l’acqua.

EP-A-2868242, a nome della stessa Richiedente, illustra un dispositivo riscaldatore comprendente un condotto metallico avvolto a spirale e alloggiato in una cavità di un rocchetto realizzato in materiale elettricamente isolante e sul quale è avvolto un avvolgimento di induzione elettromagnetica.

L’avvolgimento è alimentato con corrente elettrica alternata, la quale genera, per induzione elettromagnetica, delle correnti parassite che scaldano, per effetto Joule, il condotto metallico a spirale e, dunque, l’acqua che vi scorre all’interno.

Il rocchetto è vincolato alla struttura di supporto della macchina, mentre il condotto metallico non presenta vincoli meccanici con il rocchetto, essendo supportato semplicemente dal circuito idraulico al quale è collegato tramite semplici raccordi a innesto rapido.

Più precisamente, il condotto metallico e il rocchetto sono separati radialmente da uno spazio libero (gap di aria).

In tal modo, la manutenzione del dispositivo riscaldatore e, in particolare, la sostituzione del condotto metallico risulta più agevole, economica e semplificata.

Oggetto e Riassunto dell’Invenzione

Sebbene il dispositivo riscaldatore del tipo sopra descritto rappresenta una soluzione funzionalmente valida per riscaldare l’acqua in macchine configurate per la preparazione e l’erogazione di una bevanda a partire da un materiale anidro, la Richiedente ha avuto modo di constatare che i dispositivi riscaldatori noti sono suscettibili di ulteriori miglioramenti, in particolare per quanto concerne l’efficienza idrodinamica complessiva del dispositivo riscaldatore.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio il quale risulti di elevata affidabilità e di costo limitato, e consenta di soddisfare l’esigenza sopra specificata e connessa ai dispositivi riscaldatori di tipo noto.

Secondo l’invenzione, questo scopo viene raggiunto da un dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio e da una macchina per la produzione e l’erogazione di bevande calde comprendente tale dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio, come rivendicati nelle rivendicazioni allegate.

Breve Descrizione dei Disegni

La Figura 1 è una vista prospettica schematica, con parti rimosse per chiarezza, di un gruppo di alimentazione e riscaldamento comprendente un dispositivo riscaldatore realizzato secondo una prima preferita forma di realizzazione della presente invenzione;

La Figura 2 illustra, in scala ingrandita e con parti rimosse per chiarezza, una sezione assiale secondo la linea II-II di Figura 1;

La Figura 3 illustra una sezione trasversale secondo la linea III-III di Figura 2; La Figura 4 è analoga alla Figura 2 ed illustra una corrispondente sezione assiale, in scala ingrandita e con parti rimosse per chiarezza, di un dispositivo riscaldatore secondo una seconda preferita forma di realizzazione della presente invenzione;

La Figura 5 è analoga alla Figura 3 ed illustra una corrispondente sezione trasversale del dispositivo riscaldatore di Figura 4;

La Figura 6 è analoga alla Figura 2 ed illustra una corrispondente sezione assiale, in scala ingrandita e con parti rimosse per chiarezza, di un dispositivo riscaldatore secondo una terza preferita forma di realizzazione della presente invenzione; e

La Figura 7 è analoga alla Figura 3 ed illustra una corrispondente sezione trasversale del dispositivo riscaldatore di Figura 6.

Descrizione Dettagliata di Preferite Forme di Realizzazione dell’Invenzione Con riferimento alle Figure da 1 a 3, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo riscaldatore a passaggio d’acqua configurato per riscaldare acqua in una macchina (non illustrata) per la preparazione e l’erogazione di bevande, in particolare per la preparazione e l’erogazione di bevande calde a partire da un materiale anidro, ad esempio caffè, thè, cioccolata, o simili.

In particolare, il dispositivo riscaldatore 1 è parte di un gruppo 2 di alimentazione e riscaldamento della suddetta macchina, il quale comprende:

- un circuito idraulico 3 di alimentazione (schematicamente illustrato in Figura 1) provvisto di un recipiente 4 contenente acqua, preferibilmente acqua a temperatura ambiente, e configurato per convogliare un flusso d’acqua dal recipiente 4 verso il dispositivo riscaldatore 1 mediante una tubazione 5; e

- un circuito elettrico 6 (schematicamente illustrato in Figura 1), la cui funzione sarà chiarita nel seguito.

In dettaglio, il dispositivo riscaldatore 1 è collegato al circuito elettrico 6 ed è fluidicamente collegato al circuito idraulico 3.

Come visibile in Figura 2, il dispositivo riscaldatore comprende un corpo tubolare 7 definente internamente un canale 7a di flusso per l’acqua. Il corpo tubolare 7 è, dunque, cavo, ha un asse longitudinale A e comprende un’apertura di ingresso 8, attraverso la quale l’acqua da riscaldare convogliata dal circuito idraulico 3 è alimentata, in uso, al canale 7a, ed un’apertura di uscita 10, attraverso la quale l’acqua riscaldata fuoriesce, in uso, dal canale 7a.

Secondo questa preferita e non limitativa forma di realizzazione, il corpo tubolare 7 è sostanzialmente rettilineo, mentre il canale 7a è ricavato coassialmente all’asse A e presenta una sezione trasversale di forma sostanzialmente circolare.

Secondo una forma di realizzazione alternativa non illustrata, il corpo tubolare 7 e/o il canale 7a, potrebbero avere una configurazione non rettilinea, ad esempio includente uno o più tratti curvi; inoltre, il canale 7a potrebbe avere una sezione trasversale di forma non circolare (ad esempio ellittica, ovale, quadrata, rettangolare, ecc.).

Il corpo tubolare 7 è vincolato ad una struttura interna di supporto (non illustrata) della macchina, secondo una modalità nota e non descritta in dettaglio.

In particolare, il dispositivo riscaldatore 1 comprende una prima porzione sagomata 14 di estremità superiore ed una seconda porzione sagomata 15 di estremità inferiore, disposte da parti assialmente opposte del corpo tubolare 7, fissate al corpo tubolare 7 e adatte ad essere accoppiate (in particolare, montate) alla struttura interna di supporto della macchina.

Più in particolare, la porzione sagomata 14 e la porzione sagomata 15 sono disposte coassialmente all’asse A, presentano una conformazione sostanzialmente a cupola e definiscono rispettivi elementi di chiusura assiale del corpo tubolare 7.

Come visibile nelle Figure 1 e 2, l’apertura di ingresso 8 e l’apertura di uscita 10 sono definite da rispettive protuberanze cave protendentisi assialmente dalla porzione sagomata 14 e dalla porzione sagomata 15, rispettivamente. In particolare, tali protuberanze e, di conseguenza, l’apertura di ingresso 8 e l’apertura di uscita 10, sono disposte coassialmente all’asse A.

In dettaglio, la protuberanza assiale della porzione sagomata 14 definisce internamente un passaggio 17 che collega fluidicamente l’apertura di ingresso 8 al canale 7a, permettendo così all’acqua di entrare nel canale 7a.

Alo stesso modo, la protuberanza assiale della porzione sagomata 15 definisce internamente un passaggio 18 che collega fluidicamente il canale 7a all’apertura di uscita 10, permettendo così all’acqua di fuoriuscire dal corpo tubolare 7.

Alla luce di quanto sopra descritto, l’apertura di ingresso 8 e l’apertura di uscita 10 sono disposte in corrispondenza di rispettive estremità assiali opposte del corpo tubolare 7.

Nell’esempio illustrato, l’apertura di uscita 10 è collegata fluidicamente ad una tubazione di uscita 16 (Figura 1). Tale tubazione di uscita 16 è configurata per convogliare l’acqua riscaldata dal dispositivo riscaldatore 1 ad una camera di produzione della bevanda (non illustrata), dove l’acqua riscaldata lambisce del materiale anidro, solitamente contenuto in una capsula precedentemente forata. La bevanda così ottenuta, viene quindi convogliata dalla camera di produzione ad un erogatore (anch’esso non illustrato), per mezzo del quale essa viene espulsa dalla macchina.

Il dispositivo riscaldatore 1 comprende, inoltre, un avvolgimento 11 definito da una pluralità di spire 11a concentriche avvolte direttamente a contatto su una superficie esterna 12 del corpo tubolare 7.

In dettaglio, l’avvolgimento 11 è configurato per essere alimentato con una corrente elettrica alternata ad una determinata frequenza di oscillazione e per generare, in tal modo, un campo di induzione elettromagnetica.

In maggior dettaglio, il circuito elettrico 6 applica, in uso, una tensione alternata a rispettivi capi 11b dell’avvolgimento 11, generando così la suddetta corrente elettrica alternata e il suddetto campo di induzione elettromagnetica.

Preferibilmente, il corpo tubolare 7 è realizzato in un materiale a suscettività magnetica nulla.

In tal modo, il corpo tubolare 7 interagisce in modo minimo o sostanzialmente nullo con il campo di induzione elettromagnetica generato dall’avvolgimento 11, evitando di perturbarlo.

Il dispositivo riscaldatore 1 comprende, inoltre, un elemento riscaldante 13 disposto all’interno del canale 7a, in modo da essere lambito, in uso, dal flusso d’acqua che scorre all’interno del canale 7a stesso ed attivabile, in uso, mediante il campo di induzione elettromagnetica generato dall’avvolgimento 11.

In dettaglio, alimentando l’avvolgimento 11 con la corrente elettrica alternata viene generato un campo di induzio

ne elettromagnetica alternato, le cui linee di flusso si chiudono all’interno del canale 7a e, in particolare, attraversano l’elemento riscaldante 13. Per la legge di Faraday, la variazione del flusso di campo di induzione elettromagnetica che ne consegue genera all’interno dell’elemento riscaldante 13 delle correnti parassite, le quali riscaldano per effetto Joule l’elemento riscaldante 13.

Convenientemente, l’elemento riscaldante 13 è realizzato in materiale ferromagnetico. In tal modo, le linee del campo di induzione elettromagnetica si addensano maggiormente all’interno di tale elemento riscaldante 13, ottimizzando la generazione delle correnti parassite, e non si disperdono all’interno del corpo tubolare 7.

In uso, l’acqua che scorre all’interno del canale 7a lambisce l’elemento riscaldante 13 e, dunque, viene riscaldata mediante scambio termico per conduzione.

Come visibile in Figura 2, l’elemento riscaldante 13 è radialmente distanziato dal corpo tubolare 7, più precisamente da un tratto rettilineo 19 del canale 7a, tramite un’intercapedine 20, all’interno della quale scorre, in uso, il flusso di acqua.

In dettaglio, l’elemento riscaldante 13 si estende assialmente all’interno del canale 7a, sostanzialmente dalla porzione sagomata 14 alla porzione sagomata 15 senza mai andare a contatto con il tratto rettilineo 19 del canale 7a. In maggior dettaglio, l’elemento riscaldante 13 è accoppiato al corpo tubolare 7 mediante una pluralità di porzioni di collegamento 23 (Figura 3).

Secondo questa preferita e non limitativa forma di realizzazione, l’elemento riscaldante 13 presenta una sezione trasversale di forma sostanzialmente circolare ed è alloggiato all’interno del canale 7a coassialmente all’asse A.

Di conseguenza, l’intercapedine 20 presenta una sezione trasversale sostanzialmente anulare.

Secondo una forma di realizzazione alternativa non illustrata, l’elemento riscaldante 13 potrebbe avere una sezione trasversale di forma non circolare, ad esempio ellittica, ovale, quadrata, rettangolare, poligonale, ecc….

Nell’esempio illustrato nelle Figure 2 e 3, l’elemento riscaldante 13 comprende, in particolare è costituito da, un singolo elemento a barra.

Come visibile in Figura 1, il gruppo 2 di alimentazione e riscaldamento comprende, inoltre, un sensore 21 di temperatura configurato per misurare la temperatura dell’acqua in corrispondenza dell’apertura di uscita 10.

In particolare, il sensore 21 è disposto, almeno parzialmente, all’interno del passaggio 18 della porzione sagomata 15 e, dunque, è configurato per misurare, con un grado di approssimazione accettabile, la temperatura dell’acqua all’apertura di uscita 10.

Il gruppo 2 comprende ulteriormente un’unità logica 22 configurata per acquisire i valori di temperatura misurati dal sensore 21.

L’unità logica 22 è altresì configurata per comandare l’attivazione e la disattivazione del circuito elettrico 6, nonché per controllare la frequenza di oscillazione della tensione alternata applicata dal circuito elettrico 6 all’avvolgimento 11.

In uso, in base al valore di temperatura dell’acqua in uscita misurato dal sensore 21, l’unità logica 22 regola la frequenza di oscillazione e quindi la potenza elettrica in uscita dal circuito elettrico 6. È infatti noto che ad una potenza elettrica maggiore corrisponde una temperatura maggiore, a causa del maggior calore prodotto per effetto Joule dall’elemento riscaldante 13.

In tal modo, l’unità logica 22 controlla la variazione della temperatura dell’acqua in uscita.

Vantaggiosamente, il dispositivo riscaldatore 1 è provvisto di mezzi deflettori 24 del flusso di acqua, alloggiati all’interno del canale 7a e comprendenti:

- un elemento deflettore di monte 25, accoppiato all’elemento riscaldante 13, in particolare montato ad una prima porzione di estremità dell’elemento riscaldante 13 posizionata in corrispondenza dell’apertura di ingresso 8, e disposto in una posizione fluidicamente a valle dell’apertura di ingresso 8 e del corrispondente passaggio 17 e fluidicamente a monte dell’elemento riscaldante 13; e

- un elemento deflettore di valle 26, accoppiato all’elemento riscaldante 13, in particolare montato ad una seconda porzione di estremità dell’elemento riscaldante 13, opposta alla prima e posizionata in corrispondenza dell’apertura di uscita 10, e disposto in una posizione fluidicamente a valle dell’elemento riscaldante 13 e fluidicamente a monte dell’apertura di uscita 10 e del corrispondente passaggio 18.

In particolare, il flusso d’acqua da riscaldare convogliato dalla tubazione 5 ed entrante, in uso, nel canale 7a tramite l’apertura 8, coopera a contatto con l’elemento deflettore di monte 25 prima di cooperare a contatto con l’elemento riscaldante 13.

Successivamente, il flusso d’acqua riscaldata coopera a contatto con l’elemento deflettore di valle 26 prima di abbandonare il canale 7a mediante l’apertura di uscita 10.

In tal modo, la resistenza idrodinamica è minore rispetto al caso in cui il dispositivo riscaldatore non sia provvisto di alcun elemento deflettore. Contestualmente, si ha una diminuzione delle perdite di carico totali.

Convenientemente, l’elemento deflettore di monte 25 e l’elemento deflettore di valle 26 presentano una forma sostanzialmente a cupola, in modo da evitare una deflessione aspra e improvvisa del flusso di acqua all’interno del canale 7a e favorire una deflessione più dolce dello stesso.

Opportunamente, l’elemento deflettore di monte 25 e l’elemento deflettore di valle 26 sono disposti coassialmente all’asse A, e dunque all’apertura di ingresso 8 e all’apertura di uscita 10. In tal modo, il flusso d’acqua è deflesso quanto più uniformemente possibile verso il tratto rettilineo 19 del canale 7a.

Come visibile in Figura 2, la porzione sagomata 14 definisce internamente un tratto sagomato 27 del canale 7a, disposto fluidicamente a valle dell’apertura di ingresso 8, in particolare del passaggio 17, e fluidicamente a monte dell’elemento riscaldante 13, in particolare del tratto rettilineo 19.

In dettaglio, il tratto sagomato 27 è affacciato, almeno in parte, all’elemento deflettore di monte 25, in particolare ad una superficie esterna 25a dell’elemento deflettore di monte 25, ed ha un profilo che segue (ovvero ricalca), almeno parzialmente, tale superficie esterna 25a.

In tal modo, il flusso d’acqua che scorre, in uso, all’interno del tratto sagomato 27 del canale 7a, segue una traiettoria curva e dolce, ovvero priva di improvvise deflessioni aspre e curve a gomito. Ciò contribuisce a limitare ulteriormente le perdite di carico in seno al canale 7a.

Allo stesso modo, la porzione sagomata 15 definisce internamente un tratto sagomato 28 del canale 7a, disposto fluidicamente a valle dell’elemento riscaldante 13, in particolare del tratto rettilineo 19, e fluidicamente a monte dell’apertura di uscita 10, in particolare del passaggio 18.

In dettaglio, il tratto sagomato 28 è affacciato, almeno in parte, all’elemento deflettore di valle 26, in particolare ad una superficie esterna 26a dell’elemento deflettore di valle 26, ed ha un profilo che segue (ovvero ricalca), almeno parzialmente, tale superficie esterna 26a. In tal modo, il flusso d’acqua che scorre, in uso, all’interno del tratto sagomato 28 del canale 7a, segue una traiettoria curva e dolce, ovvero priva di improvvise deflessioni aspre e curve a gomito. Ciò contribuisce a limitare ulteriormente le perdite di carico in seno al canale 7a.

Inoltre, come visibile in particolare nelle Figure 2 e 3, il corpo tubolare 7 comprende primi canali di adduzione 29, nell’esempio specifico quattro canali di adduzione 29, disposti fluidicamente a valle dell’elemento deflettore di monte 25, colleganti fluidicamente il tratto sagomato 27 al tratto rettilineo 19 e atti a distribuire uniformemente il flusso di acqua attorno all’elemento riscaldante 13. In tal modo, è possibile ottenere uniformità del flusso di acqua, prevenendo la generazione di aree in seno alle quali potrebbe ristagnare acqua ed evitando dunque disomogeneità nel riscaldamento della stessa.

Secondo questa preferita e non limitativa forma di realizzazione, i canali di adduzione 29 sono distribuiti assialsimmetricamente rispetto l’asse A, ovvero sono angolarmente equispaziati attorno tale asse A.

Il corpo tubolare 7 comprende, inoltre, secondi canali di adduzione 30, nell’esempio specifico quattro canali di adduzione 30, disposti fluidicamente a monte dell’elemento deflettore di valle 26, colleganti fluidicamente il tratto rettilineo 19 al tratto sagomato 28 e atti a convogliare uniformemente, ovvero a distribuire uniformemente, il flusso di acqua attorno all’elemento deflettore di valle 26.

Quest’ultimo accorgimento contribuisce a ridurre ulteriormente la resistenza idrodinamica complessiva in seno al dispositivo riscaldatore 1.

Il funzionamento del dispositivo riscaldatore 1 secondo la presente invenzione verrà descritto nel seguito, con particolare riferimento ad una condizione iniziale in cui l’acqua a temperatura ambiente si trova all’interno del recipiente 4.

In tale condizione, quando un utente comanda l’erogazione di una bevanda, l’unità logica 22 consente, mediante un sistema di valvole e pompe di tipo noto (schematicamente illustrato in Figura 1), il flusso di acqua da riscaldare attraverso l’apertura di ingresso 8 e il passaggio 17 all’interno del corpo tubolare 7.

Contemporaneamente, l’unità logica 22 comanda l’attivazione del circuito elettrico 6, il quale applica una tensione alternata ad una determinata frequenza ai capi 11b dell’avvolgimento 11, generando così una corrente elettrica alternata, la quale genera, a sua volta il suddetto campo di induzione elettromagnetica.

Come sopra descritto, tale campo provoca il riscaldamento dell’elemento riscaldante 13, il quale scalda l’acqua che scorre all’interno del canale 7a lambendo l’elemento riscaldante 13 stesso.

Quando l’acqua riscaldata scorre attraverso il passaggio 18, il sensore 21 ne misura la temperatura e invia il valore misurato all’unità logica 21. In tal modo, si ottiene un controllo ad anello chiuso sulla temperatura misurata.

L’acqua riscaldata viene poi convogliata mediante la tubazione 16 alla camera di produzione della bevanda selezionata.

Con riferimento alle Figure 4 e 5, è indicato nel suo complesso con 1’ un dispositivo riscaldatore a passaggio d’acqua realizzato secondo un’alternativa preferita forma di realizzazione della presente invenzione.

Dal momento che il dispositivo riscaldatore 1’ è simile per struttura e funzionamento al dispositivo riscaldatore 1, ne verranno nel seguito descritte soltanto le differenze strutturali e funzionali rispetto a quest’ultimo.

Gli stessi riferimenti verranno utilizzati per indicare parti e/o caratteristiche similari o equivalenti.

In particolare, il dispositivo riscaldatore 1’ differisce dal dispositivo riscaldatore 1 per il fatto di essere provvisto di un elemento riscaldante 13’ il quale comprende, in particolare è costituito da, una pluralità di elementi a barra.

Più precisamente, l’elemento riscaldante 13’ è costituito da un fascio di elementi a barra aventi diametro inferiore del diametro del singolo elemento a barra definente l’elemento riscaldante 13 del dispositivo riscaldatore 1.

In dettaglio, ciascuno degli elementi a barra dell’elemento riscaldante 13’ si estende assialmente all’interno del canale 7a, dalla porzione sagomata 14 alla porzione sagomata 15.

In maggior dettaglio, gli elementi a barra sono fissati a tali porzioni sagomate 14 e 15 in corrispondenza di rispettive porzioni di estremità assiali opposte degli elementi a barra stessi.

In uso, il flusso d’acqua che scorre all’interno del canale 7a lambisce ciascuno degli elementi a barra, fluendo negli interstizi del canale 7a compresi tra gli elementi a barra. In tal modo, lo scambio termico risulta migliorato, in quanto la superficie totale di scambio dell’elemento riscaldante 13’ è maggiore di quella dell’elemento riscaldante 13.

Con riferimento alle Figure 6 e 7, è indicato nel suo complesso con 1’’ un dispositivo riscaldatore a passaggio d’acqua realizzato secondo un’ulteriore preferita forma di realizzazione della presente invenzione.

Dal momento che il dispositivo riscaldatore 1’’ è simile per struttura e funzionamento al dispositivo riscaldatore 1, ne verranno nel seguito descritte soltanto le differenze strutturali e funzionali rispetto a quest’ultimo.

In particolare, il dispositivo riscaldatore 1’’ differisce dal dispositivo riscaldatore 1 per il fatto di essere provvisto di un elemento riscaldante 13’’ il quale comprende, in particolare è costituito da, una pluralità di lamine a parete sottile.

In dettaglio, ciascuna delle lamine dell’elemento riscaldante 13’’ si estende assialmente all’interno del canale 7a, dalla porzione sagomata 14 alla porzione sagomata 15.

In maggior dettaglio, le lamine sono fissate a tali porzioni sagomate 14 e 15 in corrispondenza di rispettive porzioni di estremità assiali opposte delle lamine stesse.

In uso, il flusso d’acqua che scorre all’interno del canale 7a lambisce ciascuna delle lamine a parete sottile, fluendo negli interstizi delimitati tra ciascuna coppia di lamine. In tal modo, lo scambio termico risulta migliorato, in quanto la superficie totale di scambio dell’elemento riscaldante 13’’ è ulteriormente maggiore di quella dell’elemento riscaldante 13’.

Da un esame delle caratteristiche del dispositivo riscaldatore 1, 1’, 1’’ realizzato secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che esso consente di ottenere.

In particolare, grazie alla presenza degli elementi deflettori di monte e di valle 25 e 26, la resistenza idrodinamica complessiva del dispositivo riscaldatore 1, 1’, 1’’ è minore rispetto al caso in cui tale dispositivo non sia provvisto di alcun deflettore. Contestualmente, si ha una diminuzione delle perdite di carico totali.

Inoltre, grazie alla particolare conformazione degli elementi deflettori di monte e di valle 25 e 26 e dei tratti sagomati 27 e 28, è possibile ottenere un riscaldamento omogeneo e uniforme del flusso d’acqua.

Risulta chiaro che al dispositivo risuonatore 1, 1’, 1’ qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

In particolare, l’elemento deflettore di monte 25 e l’elemento deflettore di valle 26 potrebbero essere parti integranti dell’elemento riscaldante 13, 13’, 13’’ e dunque essere definiti rispettivamente dalla prima e dalla seconda porzione di estremità dell’elemento riscaldante 13, 13’, 13’’.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio (1, 1’, 1’’) configurato per riscaldare acqua in una macchina per la preparazione e l’erogazione di bevande calde; il dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio (1, 1’, 1’’) comprende: - almeno un corpo tubolare (7) definente internamente almeno un canale (7a) di flusso per l’acqua e includente almeno un’apertura di ingresso (8) attraverso la quale l’acqua da riscaldare è alimentata, in uso, a detto canale (7a) ed un’apertura di uscita (10) attraverso la quale l’acqua riscaldata fuoriesce, in uso, da detto canale (7a); - un avvolgimento elettrico (11) avvolto direttamente a contatto su una superficie esterna (12) di detto corpo tubolare (7) ed energizzabile elettricamente per generare un campo di induzione elettromagnetica; e - un elemento riscaldante (13, 13’, 13’’) disposto, almeno parzialmente, all’interno di detto canale (7a) in modo da essere lambito, in uso, da un flusso di acqua ed atto a riscaldarsi, in uso, per induzione elettromagnetica per effetto di detto campo di induzione elettromagnetica; caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un elemento deflettore di monte (25) per deflettere detto flusso di acqua, il quale è alloggiato in detto canale (7a) in una posizione fluidicamente a valle di detta apertura di ingresso (8) e fluidicamente a monte di detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’), relativamente alla direzione del flusso d’acqua da detta apertura di ingresso (8) a detta apertura di uscita (10), e conformato in modo tale da ridurre la resistenza idrodinamica incontrata da detto flusso d’acqua fra detta apertura di ingresso (8) e detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’).
2. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 1, in cui detto elemento deflettore di monte (25) è accoppiato a, o parte integrante di, detto elemento riscaldante (13, 13’,13’’).
3. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 2, in cui detto elemento deflettore di monte (25) è montato a, o è definito da, una prima porzione di estremità di detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’) disposta in corrispondenza di detta apertura di ingresso (8).
4. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 3, in cui detto corpo tubolare (7) comprende una prima porzione sagomata (14) definente internamente un primo tratto sagomato (27) di detto canale (7a) disposto fluidicamente a valle di detta apertura di ingresso (8) e fluidicamente a monte di detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’) ed affacciato a detto elemento deflettore di monte (25); detto primo tratto sagomato (27) avendo un profilo che segue, almeno parzialmente, una superficie esterna (25a) di detto elemento deflettore di monte (25).
5. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 4, in cui detto corpo tubolare (7) comprende inoltre canali di adduzione (29) disposti fluidicamente a valle di detto elemento deflettore di monte (25) per collegare fluidicamente detto primo tratto sagomato (27) al rimanente tratto di detto canale (7a) a valle di detto primo tratto sagomato (27) e atti a distribuire detto flusso di acqua attorno a detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’).
6. Dispositivo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un elemento deflettore di valle (26) per deflettere detto flusso di acqua, il quale è alloggiato in detto canale (7a) in una posizione fluidicamente a valle di detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’) e fluidicamente a monte di detta apertura di uscita (10), relativamente alla direzione del flusso d’acqua da detta apertura di ingresso (8) a detta apertura di uscita (10), e conformato in modo tale da ridurre la resistenza idrodinamica incontrata da detto flusso d’acqua fra detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’) e detta apertura di uscita (10).
7. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 6, in cui detto elemento deflettore di valle (26) è accoppiato a, o parte integrante di, detto elemento riscaldante (13, 13’,13’’).
8. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 7, in cui detto elemento deflettore di valle (26) è montato a, o è definito da, una seconda porzione di estremità di detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’), opposta a detta prima porzione di estremità, e disposta in corrispondenza di detta apertura di uscita (10).
9. Dispositivo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui detto corpo tubolare (7) comprende una seconda porzione sagomata (15) definente internamente un secondo tratto sagomato (28) di detto canale (7a) disposto fluidicamente a valle di detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’) e fluidicamente a monte di detta apertura di uscita (10) ed affacciato a detto elemento deflettore di valle (26); detto secondo tratto sagomato (28) avendo un profilo che segue, almeno parzialmente, una superficie esterna (26a) di detto elemento deflettore di valle (26).
10. Dispositivo come rivendicato nelle rivendicazioni 1 e 6, in cui detto corpo tubolare (7) ha un asse longitudinale (A); detta apertura di ingresso (8), detta apertura di uscita (10) e detti elementi deflettori di monte e di valle (25, 26) sono disposti coassialmente a detto asse (A).
11. Dispositivo come rivendicato nelle rivendicazioni 1 e 6, in cui detti elementi deflettori di monte e di valle (25, 26) hanno una forma sostanzialmente a cupola.
12. Dispositivo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento riscaldante (13, 13’, 13’’) è scelto tra una delle seguenti configurazioni: - un elemento a barra, in particolare avente una sezione trasversale di forma sostanzialmente circolare; - una pluralità di elementi a barra, in particolare aventi corrispondenti sezioni trasversali di forma sostanzialmente circolare; e - una pluralità di lamine a parete sottile.
13. Macchina per la produzione e l’erogazione di bevande calde provvista di: - un dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio (1, 1’, 1’’) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; - un circuito di alimentazione d’acqua (3) collegato fluidicamente a detto dispositivo riscaldatore d’acqua a passaggio (1, 1’, 1’’) per alimentargli un flusso d’acqua; ed - un circuito di alimentazione elettrica (6) elettricamente collegato a detto avvolgimento per energizzarlo elettricamente.