ITTO20120447A1

ITTO20120447A1 - MACHINE FOR THE PREPARATION OF DRINKS.

Info

Publication number: ITTO20120447A1
Application number: IT000447A
Authority: IT
Inventors: Mango Carlo De
Original assignee: Lavazza Luigi Spa
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2013-11-24

Description

"Macchina per la preparazione di bevande" "Beverage Making Machine"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda in generale le macchine per la preparazione di bevande. The present invention generally relates to machines for preparing beverages.

PiÃ¹ specificamente l'invenzione ha per oggetto una macchina per la preparazione di bevande del tipo comprendente More specifically, the invention relates to a machine for preparing beverages of the type comprising

un gruppo di infusione atto a ricevere una quantitÃ o dose, eventualmente preconfezionata, di una sostanza per la preparazione di una bevanda, una pompa provvista di un motore elettrico di azionamento in corrente alternata, per pompare un flusso di liquido verso ed attraverso il gruppo di infusione; an infusion group adapted to receive a quantity or dose, possibly pre-packaged, of a substance for the preparation of a drink, a pump equipped with an electric motor for driving in alternating current, to pump a flow of liquid towards and through the infusion;

mezzi indicatori atti a fornire un segnale elettrico indicativo di almeno una caratteristica di una bevanda da preparare, e indicator means adapted to provide an electrical signal indicative of at least one characteristic of a beverage to be prepared, e

mezzi circuitali di controllo collegati ai mezzi indicatori ed alla pompa, e predisposti per attivare la pompa per la preparazione di una bevanda in funzione del segnale fornito da detti mezzi indicatori. control circuit means connected to the indicator means and to the pump, and arranged to activate the pump for the preparation of a beverage according to the signal supplied by said indicator means.

Macchine di tale tipo sono assai diffuse, per la preparazione ad esempio di caffÃ ̈, con o senza l'utilizzo di capsule o cialde dosate preconfezionate. Machines of this type are widespread, for example for the preparation of coffee, with or without the use of pre-packaged capsules or dosed pods.

In tali macchine vengono tipicamente utilizzate pompe a vibrazione in corrente alternata, operanti alla tensione di rete, ad esempio a 230 V, 50(60) Hz. In such machines, alternating current vibration pumps are typically used, operating at the mains voltage, for example at 230 V, 50 (60) Hz.

In vista della realizzazione di uno specifico modello di macchina, il costruttore seleziona, fra le pompe disponibili nel commercio, quella o quelle che presentano caratteristiche di pressione/portata idonee a soddisfare mediamente l'esigenza di una buona erogazione con le diverse sostanze (macinati, granulati, solubili, ecc. ...) di cui si prevede l'impiego. In view of the realization of a specific model of machine, the manufacturer selects, from among the pumps available on the market, the one or those that have pressure / flow characteristics suitable for satisfying on average the need for a good supply with the different substances (ground, granulates, soluble products, etc. ...) of which the use is foreseen.

Le pompe a vibrazione precedentemente menzionate, operanti ad una prefissata tensione e frequenza di alimentazione e caratterizzate da un solo valore di pressione e di portata massime, non risultano di fatto idonee a consentire la preparazione di bevande che esprimano in modo ottimale le proprie caratteristiche organolettiche al variare delle caratteristiche (granulometria, grado di compressione, ecc. ...) delle sostanze utilizzate per la preparazione. The aforementioned vibration pumps, operating at a predetermined power supply voltage and frequency and characterized by a single maximum pressure and flow rate, are not in fact suitable for allowing the preparation of beverages that best express their organoleptic characteristics at the same time. vary in the characteristics (granulometry, degree of compression, etc. ...) of the substances used for the preparation.

Uno scopo della presente invenzione Ã ̈ di proporre una macchina per la preparazione di bevande che consenta di ovviare all'inconveniente sopra delineato delle macchine secondo la tecnica anteriore. An object of the present invention is to propose a machine for the preparation of beverages which allows to obviate the drawback outlined above of the machines according to the prior art.

Questi ed altri scopi vengono realizzati secondo la presente invenzione con una macchina del tipo sopra specificato, caratterizzata primariamente dal fatto che i suddetti mezzi circuitali di controllo comprendono These and other objects are achieved according to the present invention with a machine of the type specified above, characterized primarily by the fact that the aforementioned control circuit means comprise

un dispositivo variatore elettrico di potenza presentante un ingresso di alimentazione destinato ad essere collegato ad una sorgente di energia elettrica in corrente alternata, un'uscita collegata alla pompa, ed un ingresso di controllo destinato a ricevere un segnale di regolazione variabile, e un'unitÃ elettronica di regolazione, collegata a detti mezzi di selezione e comando ed all'ingresso di controllo del dispositivo variatore di potenza, e predisposta per applicare all'ingresso di controllo di tali dispositivo variatore di potenza un segnale di regolazione atto a determinare l'erogazione al motore della pompa di una potenza elettrica variabile secondo una modalitÃ predeterminata in funzione del segnale fornito dai suddetti mezzi indicatori. an electric power variator device having a power supply input intended to be connected to an alternating current electric power source, an output connected to the pump, and a control input intended to receive a variable regulation signal, and a unit regulation electronics, connected to said selection and command means and to the control input of the power variator device, and arranged to apply to the control input of said power variator device a regulation signal suitable for determining the supply to the motor of the pump of a variable electric power according to a predetermined mode according to the signal supplied by the aforesaid indicating means.

Inoltre, i suddetti mezzi indicatori possono comprendere Furthermore, the aforementioned indicating means can comprise

almeno un rilevatore atto a fornire segnali elettrici indicativi del valore di almeno un parametro rilevato attinente alla bevanda in corso di preparazione, quale la portata del suddetto liquido a monte od a valle della pompa, e/o at least one detector capable of providing electrical signals indicative of the value of at least one detected parameter relating to the beverage being prepared, such as the flow rate of the aforementioned liquid upstream or downstream of the pump, and / or

mezzi di selezione e comando azionabili da un utente per attivare la preparazione di una bevanda desiderata selezionata. selection and control means operable by a user to activate the preparation of a selected desired beverage.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will appear from the following detailed description, carried out purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 Ã ̈ uno schema, in parte a blocchi, che illustra qualitativamente la struttura di una macchina per la preparazione di bevande secondo la presente invenzione; e Figure 1 is a partly block diagram which qualitatively illustrates the structure of a machine for the preparation of beverages according to the present invention; And

la figura 2 Ã ̈ una serie di diagrammi che mostrano, in funzione del tempo t riportato in ascissa, tre diversi andamenti della potenza elettrica P applicata alla pompa di una macchina secondo l'invenzione, per la preparazione di diverse bevande. Figure 2 is a series of diagrams which show, as a function of the time t reported in the abscissa, three different trends of the electric power P applied to the pump of a machine according to the invention, for the preparation of different beverages.

Nella figura 1 con 1 Ã ̈ complessivamente indicata una macchina per la preparazione di bevande secondo la presente invenzione. In Figure 1, 1 generally indicates a machine for preparing beverages according to the present invention.

Nella realizzazione schematicamente illustrata la macchina 1 comprende un serbatoio 2 atto a contenere una quantitÃ di un liquido 3, in particolare acqua, sufficiente per la preparazione di una pluralitÃ di bevande. In the schematically illustrated embodiment, the machine 1 comprises a tank 2 adapted to contain a quantity of a liquid 3, in particular water, sufficient for the preparation of a plurality of beverages.

Il serbatoio 2 Ã ̈ accoppiato al lato di ingresso o di aspirazione di una pompa elettrica 4 tramite una tubazione 5, nella quale puÃ² essere interposto un sensore elettrico di portata 6. Tale sensore 6 Ã ̈ di tipo per sÃ© noto, ad esempio del tipo comprendente una turbina 7 suscettibile di essere azionata in rotazione ad una velocitÃ variabile al variare della portata del liquido fluente nella tubazione o conduttura 5. The tank 2 is coupled to the inlet or suction side of an electric pump 4 by means of a pipe 5, in which an electric flow sensor 6 can be interposed. This sensor 6 is of a per se known type, for example the a type comprising a turbine 7 capable of being rotated at a variable speed as the flow rate of the liquid flowing in the pipe or duct 5 varies.

La pompa 4 puÃ² essere convenientemente del tipo a vibrazione, comprendente un avvolgimento di eccitazione 8 destinato ad essere alimentato con una tensione in corrente alternata. The pump 4 can conveniently be of the vibration type, comprising an excitation winding 8 intended to be supplied with an alternating current voltage.

Tramite una tubazione 9, l'uscita o mandata della pompa 4 Ã ̈ collegata ad un gruppo di infusione complessivamente indicato con 10. Through a pipe 9, the outlet or delivery of pump 4 is connected to an infusion group indicated as a whole with 10.

Il gruppo di infusione 10 Ã ̈ di tipo per sÃ© noto, ad esempio per l'infusione con l'impiego di quantitÃ o dosi preconfezionate in capsule, cialde, o simili, contenenti una sostanza per la preparazione di una bevanda, ad esempio caffÃ ̈ torrefatto macinato. Un esempio di gruppo di infusione di tale tipo Ã ̈ descritto nella domanda internazionale WO2010/076760 a nome della stessa Richiedente. The infusion group 10 is of a type known per se, for example for the infusion using pre-packaged quantities or doses in capsules, pods, or the like, containing a substance for the preparation of a drink, for example coffee ̈ roasted ground. An example of an infusion group of this type is described in international application WO2010 / 076760 in the name of the same Applicant.

In alternativa, il gruppo di infusione 10 puÃ² essere di uno dei vari tipi per sÃ© noti, nei quali la sostanza per la preparazione di una bevanda viene caricata di volta in volta in condizione sfusa (non pre-confezionata). Un gruppo di infusione di tale tipo Ã ̈ descritto ad esempio nella domanda internazionale WO2011/095026, parimenti della stessa Richiedente. Alternatively, the infusion group 10 can be of one of the various types known per se, in which the substance for the preparation of a beverage is loaded from time to time in a loose condition (not pre-packaged). An infusion group of this type is described for example in the international application WO2011 / 095026, also by the same Applicant.

Nella rappresentazione estremamente schematica della figura 1 con 11 Ã ̈ indicata la sostanza utilizzata nel gruppo di infusione 10 per la preparazione di una bevanda, quest'ultima essendo erogata verso un contenitore di raccolta quale una tazza od un bicchiere 12. In the extremely schematic representation of Figure 1, 11 indicates the substance used in the infusion unit 10 for the preparation of a beverage, the latter being delivered to a collection container such as a cup or a glass 12.

Fra la pompa 4 ed il gruppo di infusione 10 puÃ² essere convenientemente interposto un dispositivo riscaldatore elettrico (caldaia), quale quello complessivamente indicato con 13 nella figura 1. Between the pump 4 and the infusion unit 10 an electric heater device (boiler) can be conveniently interposed, such as the one indicated as a whole with 13 in Figure 1.

La macchina 1 comprende inoltre dispositivi di selezione/comando 14 di tipo per sÃ© noto, ad esempio a pulsanti, azionabili da un utente per attivare la preparazione di una bevanda selezionata. The machine 1 also comprises selection / control devices 14 of a per se known type, for example with buttons, which can be operated by a user to activate the preparation of a selected beverage.

Tali mezzi di selezione e comando 14 sono collegati ad un'unitÃ elettronica di controllo e regolazione, complessivamente indicata con ECU. A tale unitÃ ECU Ã ̈ altresÃ¬ collegato, se presente, il dispositivo sensore di portata 6. Said selection and command means 14 are connected to an electronic control and regulation unit, indicated as a whole by ECU. The flow sensor device 6 is also connected to this ECU unit, if present.

La macchina 1 comprende altresÃ¬ un dispositivo variatore elettrico di potenza indicato con 15 nella figura 1. Tale dispositivo presenta un ingresso di alimentazione 15a, destinato ad essere collegato ad una sorgente di energia elettrica in corrente alternata, ad esempio ad una rete di distribuzione elettrica a 230V, 50Hz, ed un'uscita 15b collegata all'avvolgimento di eccitazione 8 della pompa 4. The machine 1 also comprises an electric power variator device indicated with 15 in figure 1. This device has a power input 15a, intended to be connected to an alternating current source of electrical energy, for example to an electrical distribution network. at 230V, 50Hz, and an output 15b connected to the excitation winding 8 of the pump 4.

Il dispositivo variatore di potenza 15 Ã ̈ realizzato ad esempio con l'impiego di un cosiddetto dimmer (variatore di tensione alternata ad angolo di fase di innesco variabile) e presenta inoltre un ingresso di controllo 15c, destinato a ricevere dall'unitÃ di controllo e regolazione ECU un segnale di regolazione variabile, atto a provocare una variazione della potenza elettrica erogata verso la pompa 4. The power variator device 15 is made for example with the use of a so-called dimmer (alternating voltage variator with variable ignition phase angle) and also has a control input 15c, intended to receive from the control unit and ECU adjustment a variable adjustment signal, able to cause a variation in the electrical power delivered to the pump 4.

Tale unitÃ ECU Ã ̈ convenientemente predisposta per applicare all'ingresso di controllo 15c del dispositivo variatore di potenza 15 un segnale di regolazione atto a determinare l'erogazione alla pompa 4 di una potenza elettrica variabile secondo una modalitÃ predeterminata in funzione dei segnali forniti dai mezzi di selezione e comando 14 e/o dal sensore di portata 6. This unit ECU is conveniently arranged to apply to the control input 15c of the power variator device 15 an adjustment signal suitable for determining the delivery to the pump 4 of a variable electrical power according to a predetermined mode according to the signals supplied by the means. for selection and control 14 and / or from the flow sensor 6.

Alla pompa 4 puÃ² essere cosÃ¬ erogata una potenza elettrica che varia nel tempo secondo una relazione predeterminata in funzione del valore rilevato della portata di liquido attraverso la pompa 4 ed il gruppo di infusione 10, e/o del tipo di bevanda selezionato dall'utente. Pump 4 can thus be supplied with an electrical power which varies over time according to a predetermined relationship as a function of the measured value of the liquid flow rate through pump 4 and the infusion group 10, and / or the type of beverage selected by the user. .

Nella figura 2 con A, B e C sono indicati tre possibili andamenti temporali della potenza elettrica P applicata alla pompa 4, per la preparazione di tre diversi tipi di bevande. In figure 2 with A, B and C three possible temporal trends of the electric power P applied to the pump 4 are indicated, for the preparation of three different types of drinks.

L'andamento indicato con A corrisponde ad esempio alla preparazione di una bevanda con una quantitÃ ridotta di una sostanza solubile, poco o per nulla pressata. Con una tale sostanza, la resistenza idraulica opposta nel gruppo di infusione 10 al flusso d'acqua alimentato dalla pompa 4 risulta relativamente modesta. Di conseguenza tale flusso risulterÃ piuttosto intenso, per cui il tempo di erogazione puÃ² essere relativamente ridotto. The trend indicated by A corresponds, for example, to the preparation of a drink with a reduced quantity of a soluble substance, little or not pressed at all. With such a substance, the opposite hydraulic resistance in the infusion unit 10 to the flow of water fed by the pump 4 is relatively modest. Consequently, this flow will be quite intense, so the delivery time can be relatively short.

L'andamento indicato con B corrisponde invece alla preparazione di una bevanda con l'impiego di una sostanza 11 in quantitÃ relativamente elevata, e piuttosto compatta, tale da opporre al flusso dell'acqua una resistenza idraulica corrispondentemente elevata. La potenza elettrica P applicata alla pompa 4 e la durata dell'attivazione di tale pompa risultano dunque incrementate. The trend indicated by B corresponds instead to the preparation of a drink with the use of a substance 11 in a relatively high and rather compact quantity, such as to oppose the flow of water with a correspondingly high hydraulic resistance. The electric power P applied to the pump 4 and the duration of the activation of this pump are therefore increased.

L'andamento indicato con C si riferisce alla preparazione di una bevanda "lunga" con l'impiego di una ridotta quantitÃ di una sostanza 11 che oppone una bassa resistenza al flusso d'acqua nel gruppo di infusione. In questo caso la potenza elettrica applicata alla pompa 4 risulta considerevolmente ridotta, ma la durata dell'attivazione della pompa, e dunque dell'erogazione della bevanda, puÃ² risultare piuttosto incrementata. The trend indicated by C refers to the preparation of a "long" drink with the use of a reduced quantity of a substance 11 which opposes a low resistance to the flow of water in the infusion group. In this case the electric power applied to the pump 4 is considerably reduced, but the duration of the pump activation, and therefore of the beverage delivery, can be rather increased.

L'unitÃ di regolazione e controllo ECU puÃ² essere predisposta per pilotare il dispositivo variatore di potenza 15 in funzione dei segnali del solo sensore di portata 6, oppure dei soli segnali dei mezzi di selezione e comando 14, oppure dei segnali forniti da entrambi. The adjustment and control unit ECU can be arranged to drive the power variator device 15 as a function of the signals of the flow sensor 6 alone, or only of the signals of the selection and control means 14, or of the signals supplied by both.

Il segnale fornito dal sensore di portata 6 consente all'unitÃ di regolazione e controllo ECU di "riconoscere" le caratteristiche della sostanza 11 utilizzata per la preparazione della bevanda. Infatti, nel caso ad esempio della preparazione di un caffÃ ̈, se viene utilizzato caffÃ ̈ torrefatto macinato, in elevata quantitÃ e molto compatto, il flusso d'acqua indotto dalla pompa 4 nel gruppo di infusione 10 incontra una notevole resistenza, e il segnale fornito dal sensore di portata 6 sarÃ indicativo di un flusso poco intenso. In tal caso, l'unitÃ di regolazione e controllo ECU pilota il dispositivo variatore di potenza 15 in modo da incrementare la potenza elettrica applicata alla pompa 4, cosÃ¬ da corrispondentemente incrementare il flusso. The signal provided by the flow rate sensor 6 allows the adjustment and control unit ECU to "recognize" the characteristics of the substance 11 used for the preparation of the beverage. In fact, in the case, for example, of the preparation of a coffee, if roasted ground coffee is used, in large quantities and very compact, the flow of water induced by the pump 4 in the brewing group 10 encounters considerable resistance, and the signal provided by the flow sensor 6 will be indicative of a little intense flow. In this case, the adjustment and control unit ECU drives the power variator device 15 so as to increase the electric power applied to the pump 4, so as to correspondingly increase the flow.

Per contro, quando si utilizzi una quantitÃ modesta della sostanza 11, poco pressata, il flusso d'acqua indotto dalla pompa 4 incontra nel gruppo di infusione 10 una resistenza piÃ¹ esigua. Il sensore di portata 6 segnala in tal caso un flusso piÃ¹ intenso, e l'unitÃ di regolazione e controllo ECU pilota il dispositivo variatore di potenza 15 in modo tale da ridurre la potenza elettrica applicata alla pompa 4, corrispondentemente riducendo la portata del flusso. On the other hand, when a modest quantity of the substance 11 is used, which is not very pressed, the flow of water induced by the pump 4 encounters a lower resistance in the infusion group 10. In this case, the flow rate sensor 6 signals a more intense flow, and the adjustment and control unit ECU drives the power variator device 15 in such a way as to reduce the electrical power applied to the pump 4, correspondingly reducing the flow rate.

La possibilitÃ di "modulare" la potenza elettrica applicata alla pompa 4 consente di adattare in modo ottimale il funzionamento alle caratteristiche della sostanza 11 di volta in volta utilizzata, e/o a seconda del tipo di bevanda selezionata dall'utente, con risultati migliorati dal punto di vista delle caratteristiche organolettiche delle bevande preparate. The possibility of "modulating" the electric power applied to the pump 4 makes it possible to optimally adapt the operation to the characteristics of the substance 11 used each time, and / or according to the type of beverage selected by the user, with improved results from the point view of the organoleptic characteristics of the drinks prepared.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto Ã ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and construction details may be widely varied with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the attached claims.

CosÃ¬, ad esempio, il sensore di portata 6 puÃ² essere ubicato a valle della pompa 4 anzichÃ© a monte. Inoltre, l'unitÃ di regolazione e controllo ECU puÃ² essere predisposta per pilotare il dispositivo variatore di potenza 15 non solo in funzione dei segnali forniti dal sensore di portata 6 e/o dai mezzi di selezione e comando 14, bensÃ¬ in funzione di ulteriori segnali forniti da altri sensori di cui venga provvista la macchina 1, quale un sensore di temperatura del liquido a valle del riscaldatore 13, un sensore di durezza dell'acqua contenuta nel serbatoio 2, ecc .... Thus, for example, the flow sensor 6 can be located downstream of pump 4 instead of upstream. Furthermore, the adjustment and control unit ECU can be arranged to drive the power variator device 15 not only as a function of the signals supplied by the flow sensor 6 and / or by the selection and control means 14, but as a function of further signals supplied by other sensors with which the machine 1 is provided, such as a liquid temperature sensor downstream of the heater 13, a hardness sensor of the water contained in the tank 2, etc.

Claims

CLAIMS 1. A beverage preparation machine, comprising an infusion unit (10) suitable for receiving a quantity or dose, possibly pre-packaged, of a substance (11) for the preparation of a beverage, a pump (4) equipped with an alternating current electric motor (8), for pumping a flow of liquid towards and through the infusion unit (10); indicator means (6; 14) adapted to provide electrical signals indicative of at least one characteristic of a beverage to be prepared, e control circuit means (ECU, 15) connected to the indicator means (6; 14) and to the pump (4), and arranged to activate the pump (4) for the preparation of a beverage according to the signals provided by said indicator means ( 6; 14); the machine (1) being characterized in that said control circuit means comprise an electric power variator device (15) having a power supply input (15a) intended to be connected to an alternating current source of electrical energy, an output (15b) connected to the motor (8) of the pump (4), as well as © a control input (15c) intended to receive a variable regulation signal; and an electronic adjustment unit (ECU), connected to said indicator means (6; 14) and to the control input (15c) of the power variator device (15), and arranged to apply to said control input (15c ) of the power variator device (15) an adjustment signal suitable for determining the delivery to the motor (8) of the pump (4) of an electrical power (P) which varies according to a predetermined mode according to the signal supplied by said indicator means (6; 14).

Machine according to claim 1, wherein said power regulator device (15) comprises an alternating voltage variator with variable starting phase angle.

3. Machine according to claim 1 or 2, wherein said indicating means comprise at least one detector (6) adapted to provide electrical signals indicative of the value of at least one detected parameter relating to the beverage being prepared.

4. Machine according to claim 3, wherein said detector (6) is an electric flow detector (6) arranged in such a way as to provide an electrical signal indicative of the flow rate of said liquid upstream or downstream of the pump (4).

5. Machines according to any one of the preceding claims, wherein said indicating means comprise selection and control means (14) which can be operated by a user to activate the preparation of a selected beverage.

6. Machine according to any one of claims 3 to 5, in which said adjustment unit (ECU) is arranged to drive the power variator device (15) according to the signals supplied by said indicator means (6; 14) in in such a way that for the preparation of a drink an electric power (P) is delivered to the pump (4) which varies over time (t) according to a predetermined relationship (A; B; C; ...) as a function of the detected value of said at least one parameter and / or of the type of beverage selected by the user.

7. Machine according to claim 6, in which said adjustment unit (ECU) is arranged to vary the time duration of activation of the pump (4).