ITMI20070709A1 - "dispositivo per il riscaldamento di liquidi mediante vapore d'acqua" - Google Patents

Description

“Dispositivo per il riscaldamento di liquidi mediante vapore d’acqua”

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo per il riscaldamento di un liquido mediante vapore d’acqua comprendente un corpo provvisto al suo interno di una cavità nella quale sfociano condotti per immettere rispettivamente un flusso di liquido da riscaldare ed un flusso di vapore d’acqua nonché un condotto pei estrarre un flusso di liquido riscaldato,

Il liquido da riscaldare è particolarmente ma non esclusivamente, un liquido destinato alla formazione di una bevanda calda quindi, oltre all’acqua, può essere latte, oppure un liquor e ar omatizzato per punch

L’invenzione si riferisce anche ad un metodo per effettuare il riscaldamento di un liquido del tipo sopra indicato utilizzando il vapore d’acqua come mezzo di riscaldamento

In particolare, sia il dispositivo che il metodo di riscaldamento della presente invenzione, preferibilmente anche se non esclusivamente, trovano applicazione su macchine per il caffè espresso oppure su macchine automatiche di distribuzione di bevande

E’ noto che le macchine del tipo sopra indicato, sono dotate di un elevato grado di automatizzazione di tutte le funzioni con la conseguenza che, sempre più sovente, si rende necessario disporre rapidamente dei liquidi di preparazione delle bevande, di solito acqua o latte, a temperature e portate diverse a seconda delle caratteristiche dei processi di preparazione di ciascuna bevanda

A tale fine si sono dimostrati efficaci i procedimenti di riscaldamento del liquido di formazione della bevanda mediante condensazione di vapore d’acqua come ad esempio descritto nella domanda di brevetto europeo EP 05425738.2 della stessa richiedente,

Tali procedimenti, tuttavia, vengono attuati tramite dispositivi nei quali il liquido di formazione della bevanda ed il vapore d’acqua vengono mescolati tra di loro tramite la confluenza di due condotti che, in corrispondenza della loro intersezione, determinano una cavità in cui avviene il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda che, una volta riscaldato, viene estratto dal dispositivo tramite un apposito condotto di uscita diretto ad una camera di formazione della bevanda Si è riscontrato in pratica che se il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda viene effettuato semplicemente facendolo confluire con il vapore entro un raccordo a T in cui il liquido da riscaldare viene alimentato trasversalmente al flusso del vapore, quest’ultimo essendo allineato con il flusso riscaldato in uscita, si ottengono temperature nel liquido riscaldato che non sono proporzionate alla quantità di vapore alimentato al raccordo

Questo inconveniente si verifica particolarmente quando, per la formazione di una determinata bevanda, ad esempio la cioccolata, la portata d’acqua alimentata al raccordo, viene ridotta rispetto alla portata massima consentita dal condotto Una siffatta portata ridotta, non riempiendo completamente il condotto di alimentazione e quello di uscita, fa sì che parte del vapore passi oltre la cavità di confluenza senza condensarsi nel 1 ’ acqua intransito

Anche nel caso in cui la confluenza del vapore con il liquido di formazione della bevanda viene effettuata con un dispositivo in cui il flusso del liquido da riscaldare viene alimentato alla cavità di confluenza in direzione sostanzialmente parallela alla direzione del flusso del vapore, con un funzionamento del dispositivo come se fòsse un eiettore, si sono riscontrati inconvenienti che sconsigliano l’uso di un siffatto dispositivo,

Infatti, sebbene le prestazioni veiso temperature alte risultino più proporzionate, rispetto a quanto ottenuto con un dispositivo utilizzante un raccordo a T, tuttavia, nel caso di bevande che, per una loro confezione ottimale, richiedono particolari portate del liquido di formazione, si manifestano instabilità di flusso con alternanza di esplosioni di vapore verso il condotto di uscita specie con posizionamenti orizzontali della direzione del flusso di vapore e peggio ancora se il terminale di uscita del condotto del liquido riscaldato si trovasse piu in alto di quello di entrata del condotto del liquido da riscaldare

Tali fenomeni avvengono perché il liquido di formazione della bevanda da riscaldare possiede una massa maggiore di quella del vapore Essi, pertanto, influenzano negativamente le caratteristiche del liquido riscaldato e, di conseguenza, le caratteristiche organolettiche della bevanda ottenuta Ponendosi il flusso del liquido da riscaldare di traverso al flusso del vapore, ne provoca la condensazione, allaga completamente la cavità di confluenza e rientra nel condotto di immissione del vapore. Ad un certo momento, quando il calore ceduto dalla condensazione del vapore porta ad ebollizione il liquido, provoca una spinta esplosiva nella direzione opposta, verso il terminale di uscita del condotto del liquido riscaldato e quindi verso la camera di formazione della bevanda con evidenti effetti negativi.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare un dispositivo ed un metodo per effettuare il riscaldamento di un liquido di formazione di una bevanda con la temperatura e la portata adeguate ad ogni tipologia di bevanda

Tale scopo viene conseguito con un dispositivo in accordo con la rivendicazione 1 che segue e con un metodo in accordo con la rivendicazione 5.

L’invenzione verrà ora maggiormente descritta con riferimento ad un esempio di sua realizzazione fornito a titolo indicativo e non limitativo illustrato nei disegni allegati in cui:

la figura 1 rappresenta una sezione longitudinale di un dispositivo per il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda secondo l’invenzione.

Con riferimento a tale figura, il dispositivo di riscaldamento in accordo con la presente invenzione comprende un corpo 1 al cui interno è ricavata una cavità 2 che risulta chiusa assialmente da un corpo a pistone 3 provvisto di adeguate guarnizioni toroidali di tenuta 4 II corpo 3 è tenuto in posizione entro la cavità 2, ad esempio, tramite un fermaglio elastico 5 che si impegna in una scanalatura 6 ricavata sul corpo 1 ed in una corrispondente gola 6a ricavata sul corpo a pistone 3

Il corpo a pistone 3 è provvisto di un canale assiale, complessivamente indicato con 7 che, in accordo con l’invenzione, è destinato ad alimentare un liquido di formazione di una bevanda entro la cavità 2 onde effettuarne il riscaldamento

Lo stesso corpo 1 è provvisto di un raccordo 8 provvisto di un condotto assiale 9 che si collega alla cavità 2 tramite un tratto 9a la cui sezione trasversale interna è inferiore a quella presentata dal condotto 9. Il condotto 9, nell’esempio illustrato, presenta il proprio asse longitudinale concentrico all’asse longitudinale del condotto 7 sebbene, in una forma alternativa, possa essere previsto in posizione parallela a questo

Tale condotto è destinato a fare uscire fuori dalla cavità 2 il liquido di formazione della bevanda opportunamente riscaldato come apparirà chiaro dal seguito della descrizione

Il corpo a pistone 3 è provvisto di un prolungamento 10 in forma di becco che si estende entro la cavità 2 in direzione assiale concentricamente all’asse del condotto 9 ed in posizione distanziata dalla parete cilindrica 11 della cavità 2 in modo da lasciare una spazio libero anulare.

Nel prolungamento 10 del corpo 3 è ricavato un tratto 7a del condotto 7, il quale, in accordo con l’invenzione, presenta una sezione trasversale interna inferiore alla sezione interna del rimanente condotto 7.

Al corpo 1 del dispositivo è pure collegato un raccordo indicato con 12 con al suo interno condotto assiale 13 sfociante nella cavità 2 attraverso una apertura 13a. Tale condotto 13 è destinato ad alimentare alla cavità 2 il vapore d’acqua per il riscaldamento del liquido di formazione della bevanda alimentato attraverso il condotto 7 La posizione del raccordo 12 rispetto al corpo 1 è tale da far risultare la direzione del flusso di vapore trasversale, ma preferibilmente perpendicolare alla direzione del flusso del liquido da riscaldare proveniente dal condotto 7, In alternativa particolare, in accordo con la realizzazione dell’ invenzione illustrata in figura 1, il flusso del vapore d’acqua sfocia nella zona anulare della cavità 2 formatasi attorno al prolungamento a becco 10 del corpo a pistone 3

In alternativa, la direzione del flusso di vapore d’acqua può essere anche inclinata rispetto all’asse longitudinale del flusso di liquido da riscaldare e sfociare quindi nella cavità 2 a valle del terminale di uscita 7b del tratto 7a

Con il dispositivo secondo l’invenzione si possono ottenere in modo stabile tutti i gradi di riscaldamento desiderati per un liquido di formazione di una bevanda, quali ad esempio, l’acqua, il latte oppure un liquore aromatizzato per punch, fino a portarli anche alla loro ebollizione e nella portata richiesta dalla particolare natura della bevanda calda da preparare quale, ad esempio, una cioccolata,

Il liquido di formazione della bevanda da riscaldare viene fatto fluire nella cavità 2 attraverso il condotto 7 mentre il vapore d’acqua che, preferibilmente, è surriscaldato viene fatto fluire nella cavità 2 attraverso il condotto 13 II liquido di formazione della bevanda viene quindi estratto dalla cavità di confluenza 2 tramite il condotto 9 che lo porta, in modo convenzionale verso il dispositivo di miscelazione con la polvere o lestratto della particolare bevanda da preparare

In accordo con il dispositivo dell' invenzione il liquido freddo viene iniettato nella cavità 2 attraverso il tratto 7a del condotto 7 con una energia cinetica significativamente maggiore di quella del vapore incidente proveniente dal condotto 13 II vapore pertanto viene assorbito dal liquido da riscaldare senza problemi anche in caso che venga programmata una bevanda richiedente una bassa portata di liquido In particolare la correttezza di funzionamento del dispositivo secondo l’invenzione si mantiene inalterata qualunque sia il posizionamento spaziale del dispositivo

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il riscaldamento di un liquido mediante vapore d’acqua comprendente un colpo (1) definente al suo interno una cavità (2) di confluenza nella quale sfociano condotti (7, 7a, 13, 14) per immettere rispettivamente un flusso di liquido da riscaldare ed un flusso di vapore d’acqua nonché un condotto (9, 9a) per estrarre un flusso di liquido riscaldato, caratterizzato per il fatto che la direzione del flusso di liquido riscaldato estratto dalla detta cavità (2) di confluenza è parallela alla direzione del flusso di liquido da riscaldare immesso nella stessa cavità (2) e la direzione del flusso del vapore d’acqua è posizionato trasversalmente alle direzioni dei flussi del liquido da riscaldare e del liquido riscaldato 2 Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato per il fatto che la dilezione del flusso del liquido riscaldato estratto dalla detta cavità (2) di confluenza è coassiale al flusso del liquido da riscaldare immesso nella stessa cavità (2) . 3 Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato per il fatto che la direzione del flusso di vapore d’acqua immesso nella detta cavità (2) di confluenza è perpendicolare alle direzioni del flussi del liquido da riscaldare e del liquido riscaldato 4 Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato per il fatto che il condotto (7) per immettere un flusso di liquido da riscaldare nella detta cavità di confluenza comprende una porzione assiale (10) che si estende entro la cavità (2) intersecando la direzione del flusso di vapore d’acqua che si immette nella stessa cavità (2) 5 Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato pei il fatto che la detta porzione assiale (10) che si estende nella cavità (2) di confluenza è provvista di un tratto di condotto (7a) avente una sezione trasversale interna inferiore a quella presentata dal condotto (7) nel suo tratto a monte della detta pozione 6 Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato per il fatto che il condotto (9) per estrarre il liquido riscaldato fuori dalla detta cavità (2) di confluenza presenta una tratto assiale (9a), contiguo alla detta cavità (2), provvisto di una sezione trasversale interna inferiore a quella del condotto (9) a valle di detto tratto nella direzione di uscita dal dispositivo . 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato per il fatto che la detta cavità (2) di confluenza presenta, nella direzione dei flussi del liquido da riscaldare e del liquido riscaldato, una conformazione assiale troncoconica con rastremazione rivolta verso il condotto di uscita (9a) del liquido riscaldato 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7 caratterizzato per il fatto che la detta cavità (2) di confluenza presenta sezioni trasversali circolari. 9. Metodo per riscaldare un liquido mediante vapore d’acqua caratterizzato per il fatto che comprende la immissione di un flusso di liquido da riscaldare entro una cavità (2), la immissione di un flusso di vapore d’acqua entro la stessa cavità con una dilezione di flusso posizionata trasversalmente alla direzione del flusso del liquido da riscaldare e la estrazione da detta cavità (2) di un flusso di liquido riscaldato in una dilezione parallela alla direzione del flusso di liquido da riscaldare 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui la direzione del flusso riscaldato estratto dalla detta cavità (2) è coassiale alla direzione del flusso del liquido da riscaldare immesso nella cavità (2). 11 . Metodo secondo le rivendicazioni 9 e 10, in cui la direzione del flusso del vapore d’acqua immesso nella detta cavità (2) è perpendicolare alla direzione del flussi di liquido da riscaldare e di liquido riscaldato 12 Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11 in cui il vapore d’acqua è surriscaldato