IT202100017891A1 - Dispositivo scaldante per macchina per la preparazione di bevande calde - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO SCALDANTE PER MACCHINA PER LA PREPARAZIONE DI BEVANDE CALDE
Campo dell?invenzione
La presente invenzione afferisce al settore dei dispositivi per la preparazione di bevande, in particolare ad uso domestico.
In particolare, l?invenzione riguarda un dispositivo scaldante, pi? in particolare uno scambiatore o riscaldatore istantaneo o flow through heater, atto a riscaldare il flusso di liquido, in particolare acqua, per la preparazione della bevanda.
Stato della tecnica
Le macchine per la preparazione di bevande calde, come il caff?, sono molto diffuse.
Tali macchine sono provviste di un dispositivo scaldante atto a riscaldare l?acqua per la preparazione della bevanda.
Un tipo di dispositivo scaldante ? denominato flow through heater (FTH), o riscaldatore di flusso o riscaldatore istantaneo, in particolare riscaldatore istantaneo a flusso o di flusso. Un flow through heater ? in particolare atto a riscaldare un flusso di acqua, ossia ? atto a riscaldare l?acqua mentre fluisce in un condotto del dispositivo.
I dispositivi scaldanti del tipo FTH comprendono un corpo metallico, un condotto per il liquido da riscaldare e uno o pi? elementi scaldanti che generano calore per effetto Joule.
E? desiderabile realizzare il corpo metallico in alluminio o lega di alluminio, in quanto materiale che conduce bene il calore.
Tuttavia, non si vuole che il corpo metallico in alluminio vada direttamente a contatto con il liquido da riscaldare, a causa di preoccupazioni sulla salute.
Perci?, i dispositivi scaldanti prevedono l?inserimento di un tubo di acciaio inox nel corpo metallico, in modo che il liquido vada a contatto col tubo di acciaio inox e non con il corpo metallico. Il tubo di acciaio viene tipicamente brasato al corpo metallico. Tuttavia, l?utilizzo del tubo di acciaio comporta numerosi svantaggi, tra cui: riduzione dell?efficienza energetica; adesione di calcare al tubo di acciaio; maggiore complessit? di realizzazione del dispositivo e tempi di costruzione pi? lunghi.
Inoltre, il tubo di acciaio non fornisce alcun isolamento elettrico tra il liquido e l?elemento scaldante.
E? quindi sentita l?esigenza di superare i limiti dello stato dell?arte.
Sommario dell?invenzione
Uno scopo della presente invenzione ? di realizzare un dispositivo scaldante, in particolare del tipo FTH, per macchine per la preparazione di bevande che sia sicuro per la salute e anche energeticamente pi? efficiente rispetto allo stato dell?arte. Un altro scopo delle presente invenzione ? di realizzare detto dispositivo in modo pi? agevole e rapido rispetto allo stato dell?arte.
Un altro scopo della presente invenzione ? di aumentare la sicurezza elettrica del dispositivo scaldante.
Un altro scopo della presente invenzione ? di aumentare la resistenza all?adesione del calcare sulla parete del condotto per il liquido.
La presente invenzione raggiunge almeno uno di tali scopi, ed altri scopi che saranno evidenti alla luce della presente descrizione, mediante un dispositivo, in particolare flow through heater, per macchina per la preparazione di bevande calde, il dispositivo comprendente
- un corpo metallico;
- almeno un riscaldatore elettrico disposto nel corpo metallico;
- un condotto per il passaggio di un liquido edibile da riscaldare, in particolare acqua; in cui detto condotto ? delimitato da una prima superficie interna del corpo metallico; in cui detta prima superficie interna ? rivestita con uno strato di rivestimento, in particolare idoneo per il contatto alimentare, atto ad andare a contatto con il liquido edibile da riscaldare, in particolare atto ad essere bagnato dal liquido edibile da riscaldare.
L?invenzione riguarda anche una macchina per la preparazione di bevande, in particolare secondo la rivendicazione 14.
Il corpo metallico ?, in particolare, provvisto di due distinti canali o fori, in particolare fori passanti. Uno dei due fori costituisce detto condotto per il liquido. Nell?altro foro ? disposto o realizzato detto riscaldatore elettrico.
Il corpo metallico ? preferibilmente realizzato in alluminio o lega di alluminio; preferibilmente ? un profilo di alluminio o lega di alluminio, in particolare un profilo di alluminio o lega di alluminio estruso, ossia prodotto mediante estrusione.
Vantaggiosamente, la superficie interna che delimita detto condotto per il liquido ? provvista di detto strato di rivestimento, in modo da impedire il contatto diretto tra liquido e corpo metallico senza utilizzare un tubo di acciaio, in particolare senza utilizzare un tubo di acciaio brasato all?interno di uno dei due fori del corpo metallico. Infatti, siccome lo strato di rivestimento ? idoneo per il contatto alimentare, e si frappone tra il liquido e il corpo metallico (lo strato di rivestimento viene bagnato dal liquido), non ? necessario l?utilizzo del tubo di acciaio per superare le problematiche di compatibilit? relative al contatto con alimenti del corpo metallico in alluminio o lega di alluminio.
In questo modo viene anche migliorata l?efficienza di scambio termico tra il riscaldatore elettrico e il liquido che scorre nel condotto, ossia si realizza un dispositivo termicamente pi? performante, garantendo comunque che il flusso di liquido non vada in contatto diretto con il corpo metallico. Infatti, non vi sono perdite di calore dovute alla presenza di un tubo di acciaio dove scorre il liquido.
Lo strato di rivestimento, inoltre, consente di aumentare la resistenza all?adesione del calcare sulla parete del condotto per il liquido. Lo strato di rivestimento ha preferibilmente propriet? antiaderenti.
Vantaggiosamente inoltre, viene aumentata la sicurezza elettrica frapponendo tra liquido e corpo metallico lo strato di rivestimento. Lo strato di rivestimento ? preferibilmente elettricamente isolante.
Lo strato di rivestimento fornisce infatti un isolamento elettrico aggiuntivo rispetto al materiale elettricamente isolante di cui ? provvisto, in particolare gi? provvisto, il riscaldatore elettrico.
Vantaggiosamente inoltre, utilizzando uno strato di rivestimento avente una conducibilit? elettrica inferiore rispetto al materiale con cui ? realizzato il corpo metallico, si pu? agevolmente e rapidamente, e in particolare in modo compatibile con la produzione di massa, verificare se lo strato di rivestimento ? stato applicato correttamente.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione esemplificative, ma non esclusive.
Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione particolari dell?invenzione.
Breve descrizione delle figure
Nella descrizione dell?invenzione si fa riferimento alle tavole di disegno allegate, che sono fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:
la Fig. 1 illustra una vista prospettica di un dispositivo secondo l?invenzione;
la Fig. 2 illustra la sezione A-A della Fig.1;
la Fig. 3 illustra la sezione A-A soltanto del corpo metallico del dispositivo di Fig.1; la Fig. 4 illustra un?altra vista prospettica del dispositivo di Fig.1;
la Fig. 5 illustra una vista in pianta del dispositivo di Fig. 1.
Gli stessi elementi o componenti hanno lo stesso numero di riferimento.
Descrizione di forme di realizzazione esemplificative dell?invenzione
Con riferimento alle Figure, vengono descritte forme di realizzazione esemplificative non-limitative di un dispositivo 1, o dispositivo di riscaldamento, per macchina per la preparazione di bevande calde, secondo l?invenzione.
Il dispositivo 1 ? in particolare del tipo flow through heater, o riscaldatore istantaneo o riscaldatore di flusso.
Il dispositivo 1 ? in particolare atto ad essere montato nella macchina per la preparazione di bevande calde. La macchina ?, a solo titolo esemplificativo e non limitativo, per la preparazione di caff?.
In tutte le forme di realizzazione, il dispositivo 1 comprende
- un corpo metallico 2;
- almeno un riscaldatore elettrico 3 disposto nel corpo metallico 2;
- un condotto 4 per il passaggio di un liquido edibile da riscaldare, in particolare acqua;
in cui detto condotto 4 ? delimitato da una superficie interna 21 (anche denominata prima superficie interna per fini descrittivi) del corpo metallico 2;
in cui detta superficie interna 21 ? rivestita con uno strato di rivestimento, in particolare idoneo per il contatto alimentare, atto ad andare a contatto con il liquido edibile da riscaldare, in particolare atto ad essere bagnato dal liquido edibile da riscaldare.
In altri termini, il corpo metallico 2 ? provvisto di due canali o fori, in particolare fori passanti. Uno dei due fori costituisce detto condotto 4 per il liquido. Nell?altro foro 30 (Fig. 3) ? disposto o realizzato detto riscaldatore elettrico 3.
Ciascun foro ? delimitato da una rispettiva superficie interna 21, 22 del corpo metallico 2.
Il corpo metallico 2 ? preferibilmente realizzato in alluminio o lega di alluminio. Il corpo metallico 2 ? preferibilmente un corpo monolitico, in particolare ottenuto per estrusione.
Il corpo metallico 2, in particolare il condotto 4, ha una sezione di ingresso e una sezione di uscita per il liquido.
Preferibilmente, il corpo metallico 2 ? provvisto di due tubi 24a, 24b fissati ad esso, ad esempio inseriti nel corpo metallico 2, in particolare nel condotto 4. I tubi 24a, 24b sono in particolare fissati, rispettivamente, in corrispondenza della sezione di ingresso e della sezione di uscita del condotto 4. Ad esempio, i tubi 24a, 24b sono inseriti, rispettivamente, nella sezione di ingresso e nella sezione di uscita del condotto 4. Perci?, i tubi 24a, 24b e il condotto 4 definiscono un unico condotto per il passaggio del liquido. Opzionalmente, anche la superficie interna di ciascuno dei tubi 24a, 24b ? rivestita con uno strato di rivestimento, in modo analogo alla superficie interna 21.
Lo strato di rivestimento e il corpo metallico 2 sono realizzati in materiali diversi fra loro.
Lo strato di rivestimento ha preferibilmente uno spessore da 2 a 100 ?m (micrometri); preferibilmente da 5 a 25 ?m.
Lo strato di rivestimento ha, in particolare, una conducibilit? elettrica inferiore rispetto alla conducibilit? elettrica del corpo metallico 2. In particolare, la conducibilit? elettrica del materiale con cui ? realizzato il corpo metallico 2 e del materiale con cui ? realizzato lo strato di rivestimento sono valutate a parit? di condizioni (ossia alle stesse condizioni), in particolare alla stessa temperatura. Lo strato di rivestimento ?, in particolare, elettricamente isolante o sostanzialmente elettricamente isolante.
Lo strato di rivestimento ha preferibilmente propriet? antiaderenti, in particolare rispetto al calcare.
Lo strato di rivestimento, in particolare, ? realizzato in un materiale approvato per il contatto alimentare.
Con ?approvato per il contatto alimentare?, si intende, preferibilmente, approvato da uno o pi? enti, preferibilmente dalla FDA (Food and Drug Administration) e/o dal BfR (Bundesinstitut f?r Risikobewertung) e/o altri.
Lo strato di rivestimento ? preferibilmente realizzato in materiale polimerico o solgel.
Lo strato di rivestimento ? preferibilmente realizzato in uno dei seguenti materiali: Poliammide (PA), Politetrafluoroetilene (PTFE), Perfluoroalcossi (PFA), Etilene propilene fluorurato (FEP), Poliuretano (PU), un poliestere, un materiale epossidico, un silicone, o un sol-gel. E? preferibile che detto strato di rivestimento sia realizzato in Poliammide (PA).
Il suddetto riscaldatore elettrico 3 comprende almeno un resistore elettrico 31, o elemento resistivo, inglobato in un materiale elettricamente isolante 32.
Il resistore elettrico 31 ? ad esempio un cavo o un filo resistivo, preferibilmente avvolto a spirale, in particolare intorno al suo asse longitudinale.
Il materiale elettricamente isolante 32 ? preferibilmente ossido di magnesio.
Il materiale elettricamente isolante 32 ? a contatto, in particolare direttamente a contatto, con la superficie interna 22 (distinta dalla superficie interna 21) del corpo metallico 2.
Il riscaldatore elettrico 3 ? atto a generare calore per effetto Joule, ossia ? atto a generare calore quando ? percorso da una corrente elettrica.
Vantaggiosamente, lo strato di rivestimento che riveste la superficie interna 21 ? atto a garantire un isolamento elettrico, in particolare un isolamento elettrico aggiuntivo rispetto a detto materiale elettricamente isolante 32, tra il riscaldatore elettrico 3 e il liquido edibile che fluisce nel condotto 4.
Per l?alimentazione elettrica, sono previsti due perni 33a, 33b, ciascuno connesso ad una rispettiva estremit? del resistore elettrico 31. I perni 33a, 33b fuoriescono dal corpo metallico 2.
In particolare, sono inoltre previsti due elementi di chiusura 34a, 34b in materiale elettricamente isolante, ad esempio in materiale ceramico. Gli elementi di chiusura 34a, 34b sono fissati al corpo metallico 2, e sono attraversati da un rispettivo perno 33a, 33b. In particolare, gli elementi di chiusura 34a, 34b sono inseriti nel foro 30 del corpo metallico 2 delimitato dalla superficie interna 22.
In tutte le forme di realizzazione, il riscaldatore elettrico 3 pu? trasferire calore al liquido che fluisce nel condotto 4, attraverso il corpo metallico 2.
In particolare, il calore generato dal riscaldatore elettrico 3 viene trasmesso al corpo metallico 2, che a sua volta lo trasmette al liquido.
Pi? in particolare, i due fori 4, 30 del corpo metallico 2 sono separati fra loro da una parete 23 del corpo metallico 2. Preferibilmente, una porzione della superficie interna 21 e una porzione della superficie interna 22 sono opposte fra loro, e sono in particolare porzioni di detta parete 23.
La superficie interna 21 e la superficie interna 22 sono, in particolare, superfici continue che si estendono intorno ad un rispettivo asse. Detto rispettivo asse, in particolare, pu? essere rettilineo, curvo, o pu? comprendere uno o pi? tratti rettilinei e uno o pi? tratti curvi. Preferibilmente, la superficie interna 21 e la superficie interna 22 hanno sezione circolare.
Il riscaldatore elettrico 3 e il condotto 4, preferibilmente, si estendono parallelamente fra loro.
Preferibilmente, il riscaldatore elettrico 3 e il condotto 4 comprendono, ciascuno, un tratto avvolto a spirale.
Opzionalmente, il corpo metallico 2 pu? essere provvisto anche di uno o pi? ulteriori riscaldatori elettrici 3, ciascuno disposto in un rispettivo foro del corpo metallico 2. Il corpo metallico 2 pu? perci? essere provvisto di pi? di due fori o canali distinti fra loro.
Come gi? detto, l?invenzione riguarda anche una macchina per la preparazione di bevande comprendente un dispositivo 1.
Un dispositivo 1 secondo l?invenzione offre numerosi vantaggi, tra cui quelli riportati di seguito.
La presenza dello strato di rivestimento che riveste la superficie interna 21 consente di realizzare il corpo metallico 2 in alluminio o lega di alluminio, in modo da poter trasmettere bene il calore, e di evitare l?uso di un tubo, ad esempio di acciaio inox, all?interno del foro delimitato dalla superficie interna 21. Infatti, siccome lo strato di rivestimento ? idoneo per il contatto alimentare, e si frappone tra il liquido e il corpo metallico 2 (lo strato di rivestimento viene bagnato dal liquido), non ? necessario l?utilizzo del tubo di acciaio per superare le problematiche di compatibilit? relative al contatto con alimenti del corpo metallico 2 in alluminio o lega di alluminio.
Viene anche migliorata l?efficienza di scambio termico tra riscaldatore elettrico 3 e il liquido che scorre nel condotto 4. Infatti, non vi sono perdite di calore dovute alla presenza di un tubo di acciaio dove scorre il liquido.
Lo strato di rivestimento inoltre, consente di aumentare la resistenza all?adesione del calcare sulla parete del condotto 4.
Vantaggiosamente inoltre, viene aumentata la sicurezza elettrica frapponendo tra liquido e corpo metallico 2 lo strato di rivestimento, come spiegato precedentemente.
Vantaggiosamente inoltre, utilizzando uno strato di rivestimento avente una conducibilit? elettrica inferiore rispetto al materiale con cui ? realizzato il corpo metallico 2, si pu? agevolmente e rapidamente, e in particolare in modo compatibile con la produzione di massa, verificare se lo strato di rivestimento ? stato applicato correttamente.
Claims (14)
1. Dispositivo (1), in particolare flow through heater, per macchina per la preparazione di bevande calde,
il dispositivo (1) comprendente
- un corpo metallico (2);
- almeno un riscaldatore elettrico (3) disposto nel corpo metallico (2);
- un condotto (4) per il passaggio di un liquido edibile da riscaldare, in particolare acqua;
in cui detto condotto (4) ? delimitato da una prima superficie interna (21) del corpo metallico (2);
in cui detta prima superficie interna (21) ? rivestita con uno strato di rivestimento, in particolare idoneo per il contatto alimentare, atto ad andare a contatto con il liquido edibile da riscaldare, in particolare atto ad essere bagnato dal liquido edibile da riscaldare.
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto corpo metallico (2) ? realizzato in alluminio o lega di alluminio.
3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto corpo metallico (2) ? un corpo monolitico, in particolare ottenuto per estrusione.
4. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di rivestimento ha uno spessore da 2 a 100 ?m; preferibilmente da 5 a 25 ?m.
5. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di rivestimento ha una conducibilit? elettrica inferiore rispetto alla conducibilit? elettrica di detto corpo metallico (2); in particolare in cui le conducibilit? elettriche sono valutate alle stesse condizioni.
6. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di rivestimento ? realizzato in un materiale idoneo per il contatto alimentare.
7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di rivestimento ? realizzato in un materiale approvato per il contatto alimentare.
8. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di rivestimento ? realizzato in materiale polimerico o sol-gel.
9. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di rivestimento ? realizzato in uno dei seguenti materiali: Poliammide (PA), Politetrafluoroetilene (PTFE), Perfluoroalcossi (PFA), Etilene propilene fluorurato (FEP), Poliuretano (PU), un poliestere, un materiale epossidico, un silicone, o solgel; preferibilmente in cui detto strato di rivestimento ? realizzato in Poliammide (PA).
10. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un riscaldatore elettrico (3) comprende almeno un resistore elettrico (31) inglobato in un materiale elettricamente isolante (32); in cui detto materiale elettricamente isolante (32) ? a contatto, in particolare direttamente a contatto, con una seconda superficie interna (22) del corpo metallico (2).
11. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di rivestimento ? atto a garantire un isolamento elettrico, in particolare un isolamento elettrico aggiuntivo rispetto a detto materiale elettricamente isolante (32), tra detto almeno un riscaldatore elettrico (3) e il liquido edibile che fluisce nel condotto (4).
12. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima superficie interna (21) e detta seconda superficie interna (22) sono superfici continue che si estendono intorno ad un rispettivo asse; preferibilmente in cui detta prima superficie interna (21) e detta seconda superficie interna (22) hanno sezione circolare.
13. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un riscaldatore elettrico (3) e detto condotto (4) si estendono parallelamente fra loro.
14. Macchina per la preparazione di bevande comprendente un dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
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2022
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- 2022-06-23 CN CN202280048078.3A patent/CN117835878A/zh active Pending
- 2022-06-23 EP EP22741571.8A patent/EP4366591A1/en active Pending
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Also Published As
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| EP4366591A1 (en) | 2024-05-15 |
| CN117835878A (zh) | 2024-04-05 |
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