ITMI20081059A1

ITMI20081059A1 - COFFEE MACHINE WITH DISPENSER THERMICALLY ADJUSTED

Info

Publication number: ITMI20081059A1
Application number: IT001059A
Authority: IT
Inventors: Andrea Coccia; Claudio Volonte
Original assignee: Gruppo Cimbali Spa
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-12

Description

"Macchina per caffè con erogatore regolato termicamente" "Coffee machine with thermally regulated spout"

La presente invenzione si riferisce ad una macchina per caffè, per produrre ed erogare bevande a base di caffè comprendente: The present invention refers to a coffee machine, for producing and dispensing coffee-based beverages comprising:

- un condotto di alimentazione d'acqua ; - a water supply duct;

- almeno un dispositivo erogatore comprendente un'unità di infusione atta a contenere polvere di caffè, in cui detto dispositivo erogatore include un corpo infusore atto ad immettere acqua in detta unità di infusione quando detta unità di infusione è impegnata a detto gruppo erogatore, una camera di riscaldamento in comunicazione fluida con detto condotto di alimentazione, detta camera di riscaldamento comprendendo mezzi riscaldanti ed essendo provvista di un'uscita per consentire l'immissione di acqua ad una temperatura di erogazione in un condotto di collegamento in comunicazione fluida con detto corpo di infusione tramite una valvola di intercettazione. - at least one dispensing device comprising an infusion unit suitable for containing coffee powder, in which said dispensing device includes an infuser body suitable for introducing water into said infusion unit when said infusion unit is engaged to said dispensing unit, a chamber in fluid communication with said supply duct, said heating chamber comprising heating means and being provided with an outlet for allowing the introduction of water at a delivery temperature into a connection duct in fluid communication with said infusion body via a shut-off valve.

Macchine del tipo sopra indicato sono note nel particolare settore tecnologico. Machines of the type indicated above are known in the particular technological sector.

Esse, tuttavia, presentano una serie di inconvenienti come meglio risulterà dal seguito della presente descrizione . However, they have a series of drawbacks as will become clearer from the rest of the present description.

II caffè, inteso come bevanda, è sempre stato molto diffuso ed apprezzato; in effetti al giorno d'oggi esso si presenta in numerose varietà, che differiscono tra loro sia per la miscela di partenza, sia per le modalità di estrazione della bevanda. Coffee, intended as a drink, has always been very popular and appreciated; in fact nowadays it comes in numerous varieties, which differ from each other both for the starting blend and for the methods of extraction of the drink.

In particolare, il caffè espresso è una bevanda ottenuta istantaneamente utilizzando una macchina per caffè che fa passare dell'acqua calda attraverso uno strato di caffè macinato contenuto in una camera di infusione, generalmente un filtro metallico. L'acqua che passa attraverso lo strato di caffè deve essere riscaldata ad una certa temperatura ed è soggetta ad una certa pressione, dove la pressione e la temperatura ottimali sono selezionate in dipendenza anche dalla miscela di partenza. Tipicamente, la temperatura dell'acqua immessa nella camera di infusione è compresa tra circa 88 e 98°C e la pressione varia da circa 0.8 a 1.5 bar nel periodo iniziale di erogazione portandosi poi a circa 9 bar durante l'estrazione della bevanda. In particular, espresso coffee is a drink obtained instantly using a coffee machine which passes hot water through a layer of ground coffee contained in an infusion chamber, generally a metal filter. The water that passes through the layer of coffee must be heated to a certain temperature and is subjected to a certain pressure, where the optimum pressure and temperature are selected also depending on the starting blend. Typically, the temperature of the water introduced into the infusion chamber is between about 88 and 98 ° C and the pressure varies from about 0.8 to 1.5 bar in the initial dispensing period, then reaching about 9 bar during the extraction of the beverage.

Come è noto, tra le attrezzature utilizzate nei bar, alberghi e ristoranti e, sempre più, anche tra le attrezzature ad uso domestico, quella che viene comunemente chiamata macchina del caffè espresso è in realtà una apparecchiatura che, oltre al caffè espresso, fornisce anche molti altri servizi. Con queste macchine è infatti possibile erogare acqua calda per la produzione dì infusi come tè e camomilla, erogare vapore surriscaldato che, con la sua energia termica e cinetica, consente di riscaldare rapidamente il latte e di formare la fine schiuma che caratterizza il cappuccino. As is known, among the equipment used in bars, hotels and restaurants and, increasingly, also among the equipment for domestic use, what is commonly called espresso coffee machine is actually equipment that, in addition to espresso coffee, also supplies many other services. With these machines it is in fact possible to dispense hot water for the production of infusions such as tea and chamomile, to dispense superheated steam which, with its thermal and kinetic energy, allows the milk to be heated rapidly and to form the fine foam that characterizes the cappuccino.

Nella maggior parte delle macchine per caffè espresso correntemente utilizzate, la caldaia per il riscaldamento dell'acqua è separata dal gruppo erogatore e dalla camera di infusione. In most of the espresso machines currently used, the water heating boiler is separated from the brew group and the brewing chamber.

Il brevetto italiano No. 1131532 descrive una macchina per caffè che comprende un circuito di alimentazione di acqua, nel quale il flusso d'acqua è controllato da una pompa, una caldaia per ottenere vapore in pressione, ed almeno un gruppo erogatore dotato di porta-filtro nel quale è inserita e dosata della polvere di caffè. Ciascun gruppo erogatore comprende una caldaietta dotata di autonoma regolazione termica e il circuito di alimentazione di acqua si sviluppa in modo atto ad alimentare in modo parallelo la caldaia e ciascuna caldaietta. Italian patent No. 1131532 describes a coffee machine which comprises a water supply circuit, in which the water flow is controlled by a pump, a boiler for obtaining pressurized steam, and at least one dispensing unit equipped with a door. filter in which coffee powder is inserted and dosed. Each dispensing group comprises a boiler equipped with autonomous thermal regulation and the water supply circuit develops in a manner suitable for supplying the boiler and each boiler in parallel.

La domanda di brevetto Europeo No. 1 360 918 divulga una macchina per caffè espresso con una pluralità di unità erogatrici connesse ad una sorgente di acqua fredda sotto pressione e provviste con una valvola a solenoide per intercettare l'acqua che deve essere fornita, dove ciascuna unità erogatrice comprende una caldaietta separata connessa alla sorgente d'acqua e provvista di un elemento di resistenza elettrica connesso a delle condutture di alimentazione elettrica per mezzo di un interruttore e termostato separati. European patent application No. 1 360 918 discloses an espresso coffee machine with a plurality of dispensing units connected to a source of cold pressurized water and provided with a solenoid valve to intercept the water to be supplied, where each The dispensing unit comprises a separate boiler connected to the water source and provided with an electrical resistance element connected to electrical supply pipes by means of a separate switch and thermostat.

La domanda di brevetto Europeo No. 1882 433 descrive un circuito idraulico per macchina per caffè nel quale una sorgente esterna di alimentazione dell'acqua ed il dispositivo erogatore sono messi in comunicazione fluida tra loro tramite un condotto di acqua fredda ed un condotto di acqua calda che prevede dei mezzi riscaldanti, dove il condotto di acqua fredda e il condotto di acqua calda si congiungono in un punto di miscelazione a monte del dispositivo erogatore. Nel corpo del dispositivo erogatore della macchina è disposto un generatore di calore, distinto dai mezzi riscaldanti interposti a monte del condotto caldo, per compensare le perdite di calore del corpo erogatore dovute alla dissipazione nell'ambiente esterno. A monte del punto di miscelazione, due elettrovalvole sono disposte rispettivamente sul condotto freddo e sul condotto caldo. Le elettrovalvole sono pilotate da mezzi di controllo che regolano la portata rispettivamente dei rispettivi condotti e quindi la temperatura dell'acqua che fluisce a valle del punto di miscelazione. European patent application No. 1882 433 describes a hydraulic circuit for coffee machines in which an external water supply source and the dispensing device are put in fluid communication with each other through a cold water duct and a hot water duct. which provides for heating means, where the cold water duct and the hot water duct join at a mixing point upstream of the dispensing device. A heat generator is arranged in the body of the dispensing device of the machine, distinct from the heating means interposed upstream of the hot duct, to compensate for the heat losses of the dispensing body due to dissipation in the external environment. Upstream of the mixing point, two solenoid valves are arranged respectively on the cold pipe and on the hot pipe. The solenoid valves are piloted by control means which regulate the flow rate of the respective ducts and therefore the temperature of the water flowing downstream of the mixing point.

La Richiedente ha osservato che un sistema di controllo della temperatura dell'acqua inviata alla camera di infusione del caffè del dispositivo erogatore comprendente una pluralità di elettrovalvole per la regolazione della temperatura dell'acqua fornita fa aumentare, non solo i costi di produzione della macchina, ma anche quelli di manutenzione della stessa. The Applicant has observed that a system for controlling the temperature of the water sent to the coffee infusion chamber of the dispensing device comprising a plurality of solenoid valves for regulating the temperature of the water supplied increases, not only the production costs of the machine, but also those of maintenance of the same.

La Richiedente ha ulteriormente osservato che in un sistema idraulico che prevede un dispositivo erogatore provvisto di una caldaietta alimentata direttamente dalla rete idrica, sebbene il volume di acqua contenuto nella caldaietta sia relativamente limitato, è tuttavia necessario un certo tempo per portare l'acqua alla temperatura adeguata per la preparazione del caffè e questo con un dispendio di energia elettrica relativamente elevato. Ad esempio, la potenza elettrica utilizzata per innalzare la temperatura dell'acqua da quella "ambiente" (ad esempio pari a 10-20°C) posseduta dall'acqua in uscita dalla rete idrica alla temperatura necessaria per la preparazione di un caffè espresso (ad esempio 90°C), può essere pari a circa 0.8-2.5 KW, in dipendenza anche dalla quantità di bevanda da erogare, con conseguente elevato consumo di energia elettrica. The Applicant has further observed that in a hydraulic system which provides a dispensing device provided with a boiler fed directly from the water mains, although the volume of water contained in the boiler is relatively limited, a certain time is nevertheless necessary to bring the water to the temperature. suitable for the preparation of coffee and this with a relatively high expenditure of electricity. For example, the electrical power used to raise the temperature of the water from the "ambient" one (for example equal to 10-20 ° C) possessed by the water leaving the water network at the temperature necessary for the preparation of an espresso coffee ( for example 90 ° C), can be equal to about 0.8-2.5 KW, also depending on the quantity of beverage to be dispensed, with a consequent high consumption of electrical energy.

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina per caffè nella quale i costi di produzione e di manutenzione siano ridotti. An object of the present invention is that of realizing a coffee machine in which the production and maintenance costs are reduced.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina per caffè che abbia ridotti consumi di potenza e che, allo stesso tempo, abbia un circuito idraulico che consenta di prontamente erogare acqua per l'infusione del caffè ad una temperatura adeguata alla produzione di caffè del tipo desiderato. Questo ed altri scopi che meglio risulteranno dalla descrizione che seguirà, vengono raggiunti con la macchina da caffè secondo l'invenzione in accordo con la rivendicazione 1. A further object of the present invention is that of realizing a coffee machine which has reduced power consumption and which, at the same time, has a hydraulic circuit which allows to promptly supply water for the infusion of coffee at a temperature suitable for the production of coffee of the desired type. This and other purposes which will become clearer from the following description, are achieved with the coffee machine according to the invention in accordance with claim 1.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione pratica, data a titolo di esempio non limitativo con riferimento all'unito disegno in cui: The characteristics and advantages of the present invention will become evident from the following detailed description of a practical embodiment, given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawing in which:

- la Figura 1 rappresenta schematicamente un circuito idraulico ed un circuito di controllo per una macchina da caffè secondo una modalità realizzativa in accordo con la presente invenzione. Figure 1 schematically represents a hydraulic circuit and a control circuit for a coffee machine according to an embodiment according to the present invention.

Con riferimento a tale figura, con 1 è indicata una caldaia convenzionale per una macchina da caffè espresso, per la produzione di acqua calda e vapore. Tale caldaia è alimentata, in modo convenzionale e non indicato in figura, da una sorgente idrica esterna di acqua fredda indicata con 2 . With reference to this figure, 1 indicates a conventional boiler for an espresso coffee machine, for the production of hot water and steam. This boiler is fed, in a conventional way and not shown in the figure, by an external cold water source indicated with 2.

La stessa sorgente idrica 2, tramite un condotto 3 ed una pompa 4, alimenta uno scambiatore di calore 5, pure convenzionale in un macchina per caffè espresso, posizionato all'interno della caldaia 1. The same water source 2, through a duct 3 and a pump 4, feeds a heat exchanger 5, also conventional in an espresso coffee machine, positioned inside the boiler 1.

L'uscita di tale scambiatore di calore 5, tramite un condotto 6, alimenta acqua riscaldata ad un punto di miscelazione 7 al quale perviene pure un condotto 8 collegato al condotto 3, portante acqua fredda. The outlet of this heat exchanger 5, through a conduit 6, feeds heated water to a mixing point 7 which also reaches a conduit 8 connected to the conduit 3, carrying cold water.

Sul condotto di acqua calda 6 e sul condotto di acqua fredda 8, a monte del punto di miscelazione 7, sono inseriti rispettivi regolatori di flusso indicati rispettivamente con 9 e 10. On the hot water duct 6 and on the cold water duct 8, upstream of the mixing point 7, respective flow regulators are inserted, indicated respectively with 9 and 10.

Tali regolatori di flusso consentono di miscelare l'acqua fredda a quella calda in modo da ottenere un flusso di acqua calda, ad una temperatura predeterminata TI nel condotto 11 che, a valle del punto di miscelazione 7, perviene ad una camera di riscaldamento 12, in forma di una caldaietta, montata a bordo del dispositivo di erogazione del caffè, complessivamente indicato con 13. Tale dispositivo erogatore 13, in modo convenzionale, comprende un corpo infusore 14 che, nell'esempio illustrato è costituito dalla base della camera di riscaldamento 12, una unità di infusione costituita da un porta filtro 15, con filtro 16 ed ugello 17, per la erogazione del caffè sotto il quale trova posizione operativa, in modo altrettanto convenzionale, una tazzina di raccolta 18. These flow regulators allow cold water to be mixed with hot water so as to obtain a flow of hot water, at a predetermined temperature T1 in the duct 11 which, downstream of the mixing point 7, reaches a heating chamber 12, in the form of a small boiler, mounted on board the coffee dispensing device, indicated as a whole by 13. Said dispensing device 13, in a conventional way, comprises an infuser body 14 which, in the example illustrated, is constituted by the base of the heating chamber 12 , an infusion unit consisting of a filter holder 15, with filter 16 and nozzle 17, for dispensing coffee under which a collection cup 18 is operating in an equally conventional manner.

Mezzi di collegamento 19 sono previsti sul corpo infusore 14 per il collegamento rimovibile del porta filtro 15. All'interno della camera di riscaldamento 12 è posta una resistenza elettrica 20 per il riscaldamento dell'acqua sino ad una temperatura T2 adatta alla formazione della bevanda caffè la quale temperatura risulterà maggiore della temperatura TI posseduta dall'acqua a valle del punto di miscelazione 7 che svolge la funzione di sorgente nei confronti della camera di riscaldamento 12. Il funzionamento della resistenza di riscaldamento 20 è controllato da un sensore di temperatura 21 e dall'unità centrale di programmazione elettronica (CPU) schematizzata in 22. Connection means 19 are provided on the infuser body 14 for the removable connection of the filter holder 15. An electric resistance 20 is placed inside the heating chamber 12 for heating the water up to a temperature T2 suitable for the formation of the coffee drink. which temperature will be higher than the temperature T1 possessed by the water downstream of the mixing point 7 which acts as a source towards the heating chamber 12. The operation of the heating resistor 20 is controlled by a temperature sensor 21 and by the 'central electronic programming unit (CPU) schematized in 22.

L'acqua con temperatura stabilizzata nella camera di riscaldamento 12 viene fatta pervenire all'unità di infusione, vale a dire al porta filtro 15, tramite un condotto 23 che collega l'uscita 24 della camera 12 al canale 25 ricavato nel corpo erogatore 14 e che sfocia immediatamente a monte del filtro 16. The water with stabilized temperature in the heating chamber 12 is sent to the infusion unit, that is to say to the filter holder 15, through a conduit 23 which connects the outlet 24 of the chamber 12 to the channel 25 obtained in the dispensing body 14 and which flows immediately upstream of the filter 16.

Nel condotto 23 è posta una elettro valvola 26 anch'essa comandata dalla unità di controllo 22. In the duct 23 there is an electro valve 26 also controlled by the control unit 22.

Tale elettro valvola 26, in una posizione, determina l'alimentazione dell'acqua al porta filtro e quindi la formazione della bevanda, nell'altra posizione interrompe la alimentazione dell'acqua e risulta in comunicazione con uno scarico 27 esterno alla macchina. This electro valve 26, in one position, determines the water supply to the filter holder and therefore the formation of the beverage, in the other position it interrupts the water supply and results in communication with a drain 27 external to the machine.

Secondo la presente invenzione, l'acqua immessa nella camera di riscaldamento 12 dal condotto di alimentazione 11 si trova già ad una temperatura TI relativamente elevata (ad esempio, non inferiore a circa 80°C) e pertanto il tempo di riscaldamento necessario a raggiungere la temperatura ottimale T2 per la formazione della bevanda (ad esempio, di circa 90°C), è ridotto con conseguente riduzione del tempo per la preparazione della bevanda e soprattutto eliminando tempi d'attesa tra la erogazione di una dose di caffè e la successiva per dover attendere che l'acqua raggiunga la temperatura richiesta. Secondo una forma reaiizzativa, la temperatura TI è inferiore di da 10 a 20°C rispetto alla temperatura T2. Inoltre, la potenza elettrica necessaria alla resistenza elettrica 20 necessaria ad innalzare ed a stabilizzare la temperatura fino alla temperatura T2 di preparazione della bevanda risulta relativamente bassa, ad esempio, non superiore a 0.8 KW, anche per l'erogazione di quantità relativamente elevate di bevanda, ad esempio 120-250 cm3. According to the present invention, the water introduced into the heating chamber 12 from the supply duct 11 is already at a relatively high temperature T1 (for example, not lower than about 80 ° C) and therefore the heating time necessary to reach the optimal temperature T2 for the formation of the drink (for example, about 90 ° C), is reduced with a consequent reduction in the time for preparing the drink and above all eliminating waiting times between the delivery of one dose of coffee and the next for having to wait for the water to reach the required temperature. According to one embodiment, the temperature T1 is 10 to 20 ° C lower than the temperature T2. Furthermore, the electrical power necessary for the electrical resistance 20 necessary to raise and stabilize the temperature up to the beverage preparation temperature T2 is relatively low, for example, not higher than 0.8 KW, even for the dispensing of relatively large quantities of beverage. , for example 120-250 cm3.

Sebbene nella figura sia indicato un solo dispositivo erogatore 13, la presente invenzione contempla una macchina per caffè che comprende una pluralita di gruppi erogatori, ciascuno dei quali definito secondo gli insegnamenti sopra descritti. Although in the figure only one dispensing device 13 is indicated, the present invention contemplates a coffee machine which comprises a plurality of dispensing groups, each of which defined according to the teachings described above.

Claims

CLAIMS 1. Coffee machine for producing and dispensing coffee-based beverages comprising: - a water supply conduit (11); - at least one dispensing device (13) comprising an infusion unit (15) suitable for containing coffee powder, in which said dispensing device (13) includes an infusion body (14) suitable for introducing water into said infusion unit (15 ) when said infusion unit is engaged with said dispensing unit (13), a heating chamber (12) in fluid communication with said supply duct (11), said heating chamber (12) comprising heating means (20) and being provided with an outlet (24) to allow the introduction of water at a dispensing temperature (T2) into a connection duct (23) in fluid communication with said infusion body (14) through an interception valve (26) ; characterized by the fact that said water supply duct (11) is in fluid communication with a water source (7) at a supply temperature (Tl), said water source (7) being thermally coupled to a heat source (5 ), said supply temperature (Tl) being lower than said supply temperature (T2).

2. Machine according to claim 1 characterized in that said water source (7) is connected upstream of said supply duct {11) with a duct for hot water (6) thermally coupled to said heat source (5 ) and with a cold water duct (8,3) in fluid communication with a water source (2) external to the machine.

3. Machine according to claim 2, characterized in that said water source (7) consists of a mixing junction between said cold water duct (8,3) and said hot water duct (6).

4. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that said heat source (5) comprises a heat exchanger in thermal contact with heating means (1).

Machine according to one of the preceding claims, wherein said cold water duct (8) and said hot water duct (6) each comprise a flow regulator element (9, 10) for regulating the flow rate of cold water and of hot water, respectively.

Machine according to one of the preceding claims, wherein said dispensing unit (13) further comprises a temperature sensor (21) and control means (22) connected both to said temperature sensor (21) and to said shut-off valve ( 26).