MX2012005753A - Sistema de caldera y distribuidor para una maquina expendedora de bebidas calientes. - Google Patents

Abstract

Comprende una caldera (1) de presión, una primera válvula (5) de tres vías, un distribuidor (2) y una tarjeta de control; la primera válvula (5) comprende un asiento (6) integrado en la caldera (1) y un piloto (7) roscado en el asiento (6); el distribuidor (2) recibe agua caliente desde la caldera (1) a través de un primer conducto (8) y comprende una pluralidad de piezas de servicio (18) conectadas consecutivamente, cada una con tres brazos (19, 20, 21), que incorporan unos medios de cierre (22) controlados por la tarjeta, que permiten dirigir agua caliente hacia un servicio de bebida seleccionada; la primera válvula (5) permite dirigir agua caliente desde la caldera (1) hacia el distribuidor (2) y aire hacia el distribuidor (2), vaciando el agua aguas abajo de la caldera (1) para que no se quede retenida y no se enfríe entre dos servicios consecutivos; la caldera (1) y el distribuidor (2) pueden estar distantes.

Description

SISTEMA DE CALDERA Y DISTRIBUIDOR PARA UNA MÁQUINA EXPENDEDORA DE BEBIDAS CALIENTES CAMPO TECNICO DE LA INVENCION La presente invención se puede incluir en el campo técnico de las máquinas expendedoras de bebidas calientes.

En particular, el objeto de la invención trata de un sistema caldera-distribuidor para una máquina expendedora de bebidas calientes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las máquinas expendedoras de bebidas calientes conocidas en la actualidad comprenden una caldera en la que se calienta agua hasta unas condiciones adecuadas preestablecidas, así como comprenden adicionalmente unos medios de conducción de dicha agua caliente hacia un distribuidor, que a su vez dirige el agua hacia un servicio de bebida en función de la bebida seleccionada. En función de la necesidad o no de presurizar el agua, se distinguen dos tipos de máquinas de bebidas calientes: las denominadas de grano y las denominadas de soluble. Las máquinas denominadas de soluble sirven exclusivamente bebidas calientes que no precisan de presurizar el agua caliente, es decir, sirven tanto bebidas de productos solubles, tales como cacao, café soluble, y similares, así como sirven bebidas calientes del tipo infusión. Dichas máquinas de soluble se caracterizan porque el agua empleada en el servicio del producto puede ser empleada a presión atmosférica. Las máquinas denominadas de grano, por el contrario, sirven alternativa o adicionalmente productos que precisan en su elaboración del empleo de agua a una presión no inferior a 9 bares, como por ejemplo café molido no soluble, en sus distintas variedades.

En el caso de las máquinas de soluble, la caldera debe ser una caldera abierta de acero inoxidable de gran volumen. En el caso de las máquinas de grano, se emplea una caldera presurizada cerrada, más económica.

Uno de los inconvenientes de las máquinas de bebidas calientes es que la primera o primeras bebidas de soluble que se sirven tras un período de ausencia de servicios son servidas a una temperatura sensiblemente inferior de lo habitual. Esto es debido a que el agua acumulada en los conductos que hay entre la caldera y los distribuidores, así como los propios conductos y otros elementos, tales como asientos de válvulas, que generalmente están constituidos por cuerpos de latón de masa elevada, se enfrían transcurrido un determinado período de tiempo, de modo que el primero o los primeros servicios subsiguientes ceden parte de su calor para calentar todos los elementos mencionados hasta las condiciones de diseño.

Se han propuesto soluciones a dicho problema, como son, por ejemplo, establecer una circulación de agua caliente, bien periódicamente o bien mediante control de temperatura. Sin embargo, este sistema no resulta suficientemente efectivo porque el grado de enfriamiento depende en gran medida de las condiciones exteriores a la máquina, que son extremadamente variables en función de la ubicación de dicha máquina, lo cual requeriría de un control excesivamente complejo para determinar las condiciones óptimas de circulación. Como consecuencia de no establecer dicho control, la recirculación mencionada palia los efectos del enfriamiento pero no resuelve el problema de forma total y efectiva.

Una solución alternativa, de mayor eficacia, consiste en producir un vaciamiento de los conductos en cada servicio, provocando una entrada de aire en la parte final de cada servicio. Mediante este sistema se han conseguido mejoras sensibles, puesto que no se queda agua acumulada en los conductos entre dos servicios consecutivos. Para implementar esta solución, se dispone una electro válvula de tres vías en la parte superior de la caldera. Una de las vías es la entrada de agua desde la caldera, otra es la entrada de aire desde el exterior y la tercera es la salida de agua hacia el distribuidor.

Sin embargo, esta solución no es definitiva: una cantidad de agua queda retenida en los asientos de la electro válvula, entre la caldera y las conducciones, en cada servicio, y cuando esa agua se enfría el inconveniente persiste.

El problema técnico consiste en proporcionar una máquina expendedora de bebidas calientes donde después de cada servicio no quede agua fuera de la caldera y adicionalmente se minimice la cantidad de calor cedida por los elementos exteriores a la caldera después de cada servicio, así como la cantidad de calor adicional necesaria para mantener el servicio de bebida caliente a la temperatura de diseño.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención resuelve el problema planteado por medio de un sistema de caldera-distribuidor para una máquina expendedora de café, donde la caldera es una caldera cerrada presurizada que incorpora una primera válvula de tres vías conectada por un primer conducto a un distribuidor adaptado para el servicio de bebidas solubles.

La primera válvula dé tres vías está adaptada para soportar condiciones de presión de entre 9 y 16 bares y comprende dos partes: un piloto, preferentemente de acero inoxidable, y un asiento. La primera válvula presenta la característica ventajosa de que el asiento está integrado en la caldera, formando parte de dicha caldera. De este modo, una primera vía de dicha primera válvula está conectada a una entrada de agua desde la caldera, una segunda vía está conectada a una entrada exterior de aire y una tercera vía está conectada a una salida de agua o de aire hacia el distribuidor de bebidas de soluble. Por bebidas de soluble se entienden en el presente documento, así como en el campo de la técnica en el cual se incluye la presente invención, las bebidas calientes solubles, tales como cacao, café soluble, etc., así como las bebidas calientes de tipo infusión. La primera válvula permite seleccionar entre: a) salida de agua desde la caldera hacia el distribuidor de soluble; b) entrada de aire hacia el distribuidor de soluble para que por gravedad se vacíe de agua el conducto entre la primera válvula y el distribuidor de soluble.

El sistema de la invención es de aplicación en máquinas expendedoras de bebidas calientes exclusivamente del tipo soluble, así como en el servicio de bebidas calientes de tipo soluble en máquinas que adicionalmente incorporen bebidas de grano. Para este último caso de máquinas de grano, la invención incorpora una segunda válvula adicional para el servicio de grano, que no forma parte de la invención.

Puesto que el asiento está integrado en la caldera, tras el vaciado del primer conducto en cada servicio no queda nada de agua retenida entre la caldera y el distribuidor, con lo cual queda definitivamente resuelto el problema del enfriamiento de dicha agua retenida. Adicionalmente, se consigue un ahorro en la adquisición de la primera válvula, puesto que solo es necesario adquirir el piloto de la primera válvula y no el conjunto piloto más asiento.

La invención comprende adicionalmente un distribuidor de bebidas solubles hacia el cual es conducida el agua desde la primera válvula a través del primer conducto. El agua procedente de la primera válvula a través del primer conducto llega al distribuidor, que comprende consecutivamente dispuestas una pluralidad de piezas de servicio con tres brazos. Un primer brazo está adaptado para recibir el agua procedente de la pieza de servicio ubicada anteriormente o, en el caso de la pieza de servicio ubicada en primer lugar, procedente de la caldera a través del primer conducto, así como un segundo brazo está adaptado para conducir el agua hacia un servicio de bebida caliente seleccionada, y un tercer brazo está adaptado para conducir el agua hacia el primer brazo de la pieza de servicio siguiente. El tercer brazo de la última pieza de servicio está cerrado para taponar dicha última pieza de servicio y evitar el escape de agua. Todos primeros brazos y terceros brazos de las piezas de servicio forman parte de un segundo conducto. Cada pieza de servicio comprende unos medios de cierre cuya apertura y cierre selectiva provoca la circulación de agua a través del segundo conducto hacia el servicio de bebida caliente seleccionado.

La invención comprende una tarjeta de control encargada de controlar diferentes aspectos del funcionamiento de la invención, tales como la entrada de agua en la caldera, el calentamiento y presurización del agua en la caldera, así como la apertura y cierre de la primera válvula y el funcionamiento de los medios de cierre.

Preferentemente, las piezas de servicio están fabricadas por moldeado de un material polimérico resistente a las condiciones de presión y temperatura de funcionamiento de la máquina. De manera preferente, el tercer brazo de cada pieza de servicio está unido al primer brazo de la pieza de servicio siguiente por mediación de un casquilló metálico y de juntas estancas, resistentes a las condiciones de presión y temperatura mencionadas. De manera preferente, se obtiene la última pieza de servicio a través de un molde adaptado para producir una última pieza de servicio con el tercer brazo cerrado.

Según una realización preferida, la caldera está fabricada por medio de latón estampado. Según otra realización preferida, la caldera está compuesta de dos cuerpos ¡guales unidos por uno de sus extremos. Uno de los cuerpos presenta un taladro en el asiento de la primera válvula, mientras que el otro cuerpo presenta un taladro de entrada de agua.

Según una realización preferente de la invención, la primera válvula está comandada por la tarjeta de control, comprendiendo dicha primera válvula piloto que posee un elemento roscado al asiento, en el interior del cual está ubicado un núcleo móvil metálico de forma cilindrica, que se desplaza entre una posición que permite el paso de aire hacia el primer conducto, tapando la salida de agua hacia el primer conducto, y otra posición que permite el paso de agua, cerrando el paso de aire.

Según una realización preferida de la invención, los medios de cierre de las piezas de servicio comprenden un vástago metálico ubicado de manera estanca en el interior de dichas piezas de servicio, adaptado para ser excitado de manera electromagnética por un núcleo fijo metálico cercano. El desplazamiento del vástago permite, sin impedir la circulación de agua a través de todo el segundo conducto, seleccionar el paso de agua hacia el segundo brazo de la pieza de servicio asociada a la bebida caliente seleccionada.

Debido a que no existen solicitaciones de presión en el interior del distribuidor, las piezas de servicio no necesitan ser de tipo metálico, por lo que preferentemente se emplean piezas de servicio de materiales poliméricos de calidad alimentaria, tales como por ejemplo el polisulfón.

De manera preferente y ventajosa, el distribuidor no está necesariamente ubicado en una posición adyacente a la caldera, sino que el primer conducto puede ser lo suficientemente largo como para permitir la ubicación del distribuidor dentro de la máquina de bebidas calientes en un lugar distante de la caldera que resulte más conveniente por motivos de espacio o de cualquier otra índole. La distancia del distribuidor a la caldera, esto es, la longitud del conducto, ya no es, según lo expuesto, un parámetro crítico con la ventaja de aportar flexibilidad de diseño, ya que no resulta necesario ubicar el distribuidor adyacente a la caldera.

Mediante la presente invención se consigue que la temperatura de las bebidas calientes de soluble no sea dependiente de la temperatura del último servicio ni del tiempo transcurrido desde dicho último servicio.

Adicionalmente, la invención proporciona mayor flexibilidad de diseño y construcción, evitando las restricciones de diseño asociadas a la necesidad de disponer el distribuidor adyacentemente a la caldera, tal como se ha comentado anteriormente.

El vaciado de agua después de cada servicio aumenta la robustez de la instalación, puesto que, al no existir agua en ninguno de los conductos entre la caldera y el distribuidor, no se producen depósitos de cal en la primera válvula ni en las piezas de servicio, con lo que se aumenta su duración.

El hecho de no necesitar adquirir más que los pilotos de la primera válvula, puesto que los asientos forman parte de la caldera, abarata sensiblemente el coste de la máquina de bebidas calientes. Otra fuente de ahorro supone el empleo de piezas de servicio de materiales poliméricos, de coste más reducido que las electro válvulas metálicas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1.- Muestra una vista en sección del conjunto caldera más distribuidor.

Figura 2 - Muestra una vista en sección de la caldera.

Figura 3.- Muestra una vista en sección del distribuidor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Tal como se aprecia en la figura 1 , la invención se refiere a un sistema caldera (1) más distribuidor (2) de empleo en una máquina expendedora de bebidas calientes de tipo soluble y / o infusión.

En la figura 2 se aprecia que el sistema de caldera (1) y distribuidor (2) de la invención comprende una caldera (1) presurizada cerrada compuesta por dos cuerpos (3) ¡guales fabricados por estampación de latón unidos de manera estanca, así como comprende adicionalmente un distribuidor (2) adaptado para dirigir agua caliente procedente de la caldera (1) hacia un servicio de bebida caliente de tipo soluble o infusión previamente seleccionada. La caldera (1) comprende adicionalmente una toma (4) de agua procedente de un depósito (no mostrado) llenado con agua de red.

Siguiendo con la figura 2, el sistema incorpora una primera válvula (5) de tres vías que comprende un asiento (6) y un piloto (7). El asiento (6) está integrado ventajosamente en uno de los cuerpos (3) de la caldera (1). Los cuerpos (3) son sustancialmente iguales e intercambiables, por motivos de economía de moldes y sencillez de fabricación. De este modo, uno de los cuerpos (3) tiene mecanizada la toma (4) de agua a la caldera (1), mientras que el otro cuerpo (3) tiene mecanizados sobre el asiento (6) la salida de agua y aire hacia el distribuidor y la unión con el piloto (7).

Resulta sencillo incorporar el piloto (7) por simple roscado sobre el asiento (6) mecanizado o mediante unión funcionalmente equivalente. La primera válvula (5) está conectada por medio de un primer conducto (8) de teflón, o material funcionalmente equivalente, al distribuidor (2).

La primera válvula (5) es una electro válvula de tres vías. La primera vía está conectada a la toma (4) de agua desde la caldera (1), mientras que la segunda vía está conectada a una entrada exterior (13) de aire y la tercera vía está conectada a una salida de agua hacia el distribuidor (2).

Una tarjeta de control (no mostrada) controla el funcionamiento del sistema caldera (1) más distribuidor (2) y de la máquina expendedora de bebidas calientes en general. En particular, la tarjeta de control controla que mediante la primera válvula (5) se seleccione el tránsito de agua desde la caldera (1) hacia el distribuidor (2) a través del primer conducto (8), o el tránsito de aire hacia el distribuidor (2) a través del primer conducto (8).

Mediante el tránsito de aire a través del primer conducto (8) hacia el distribuidor (2) se produce en cada servicio un vaciado de agua del primer conducto (8) aguas abajo de la caldera (1), por gravedad. De este modo se evita la retención de agua entre dos servicios consecutivos en todos los elementos ubicados a continuación de la caldera, que son el piloto (5), el primer conducto (8), y el segundo conducto, con lo cual no se produce el enfriamiento de dicha agua retenida en el caso de que dichos servicios consecutivos estén separados considerablemente en el tiempo.

El piloto (7) de la primera válvula (5) comprende un elemento (14) roscado al asiento (6), en el interior del cual está ubicado un núcleo móvil (15) metálico de forma cilindrica, desplazable en dirección vertical en el interior del elemento (14) por medio de excitación electromagnética inducida por una bobina (16). Cuando la bobina (16) induce un campo electromagnético, el interior del elemento (14), a excepción del núcleo móvil (15), está lleno de agua, por lo cual el núcleo móvil (15) presenta una ranura (no mostrada) a lo largo de una generatriz que permite reducir el rozamiento viscoso, facilitando el desplazamiento vertical de dicho núcleo móvil (15). En condiciones de no excitación electromagnética, un primer resorte (17) mantiene el núcleo móvil (15) en posición inferior cerrando el paso de agua desde al caldera (1) hacia el primer conducto (8). En este caso, la entrada exterior (13) de aire está abierta y se permite el paso de aire desde el exterior hacia el primer conducto (8). Cuando se produce excitación electromagnética, el campo creado por la bobina (16) impulsa el núcleo móvil (15) hacia arriba, venciendo la resistencia del primer resorte (17) hasta que dicho núcleo móvil (15) impide el paso de aire desde el exterior hacia el primer conducto (8). De este modo, queda abierto el paso de agua desde la caldera (1) hacia el primer conducto (8).

Tal como se aprecia en la figura 3, la invención incorpora un distribuidor (2) adaptado para conducir el agua caliente a un servicio de bebida caliente soluble o de tipo infusión seleccionada. El agua caliente accede al distribuidor (2) a través del primer conducto (8). El distribuidor (2) comprende una pluralidad de piezas de servicio (18) conectadas en serie a continuación unas de otras. Cada una de las piezas de servicio (18) comprende tres brazos (19, 20, 21). Un primer brazo (19) de entrada está adaptado para recibir el agua procedente de la pieza de servicio (18) ubicada anteriormente (en el caso de la pieza de servicio (18) ubicada en primer lugar, procedente del primer conducto (8)), así como un segundo brazo (20) está adaptado para conducir el agua desde el primer conducto (8) hacia un servicio de bebida caliente seleccionada, y un tercer brazo (21) está adaptado para conducir el agua hacia el primer brazo (19) de la pieza de servicio (18) siguiente. El tercer brazo (21) de la última pieza de servicio (18) está cerrado para evitar el escape de agua. Todos primeros brazos (19) y terceros brazos (21) de las piezas de servicio (18) forman parte de un segundo conducto. Cada pieza de servicio (18) comprende unos medios de cierre (22) cuya apertura y cierre selectiva, controlada por la tarjeta de control, produce la circulación de agua a través del segundo conducto hacia el segundo brazo (20) correspondiente al servicio de bebida caliente seleccionada.

Las piezas de servicio (18) están fabricadas por moldeo de un material polimérico resistente a las condiciones de presión y temperatura propias del sistema. El material es preferentemente polisulfón. El tercer brazo (21) de una pieza de servicio (18) está unido al primer brazo (19) de la pieza de servicio (18) dispuesta a continuación por medio de un casquillo (23) metálico y segundas juntas de estanqueidad (11).

Los medios de cierre (22) comprenden un vástago (24) metálico ubicado de manera estanca en el interior de las piezas de servicio (18), adaptado para ser excitado de manera electromagnética por un núcleo fijo (25) metálico cercano. El desplazamiento controlado de todos los vástagos (24) en conjunto, comandado por la tarjeta de control, determina la circulación de agua a través de todo el segundo conducto, así como la salida de agua exclusivamente por el segundo brazo (20) de la pieza de servicio (18) asociada a la bebida caliente seleccionada. Un segundo resorte (12) favorece el desplazamiento del vástago (24).

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de caldera (1 ) y distribuidor (2) para una máquina expendedora de bebidas calientes, que comprende: - una caldera (1 ) cerrada presurizada, que comprende una toma (4) de agua, - una primera válvula (5) de tres vías, que comprende un asiento (6) y un piloto (7) unido a dicho asiento (6), dispuesta dicha primera válvula (5) en situación adyacente a la caldera (1 ), donde una primera vía está conectada a una entrada de agua desde la caldera (1 ), una segunda vía está conectada a una entrada (13) de aire exterior y una tercera vía está conectada a una salida de agua o de aire hacia un distribuidor (2), estando la primera válvula (5) adaptada para selectivamente: a) permitir la circulación de agua hacia el distribuidor (2) por la tercera vía a través de la primera vía, o b) permitir la circulación de aire hacia el distribuidor (2) por la tercera vía a través de la segunda vía, - un distribuidor (2) de bebidas calientes solubles y/o infusiones, conectado con la primera válvula (5) a través de un primer conducto (8), adaptado el distribuidor (2) para permitir el paso de agua hacia la bebida caliente seleccionada, y - una tarjeta de control adaptada para controlar la apertura de la primera válvula (5) y el funcionamiento del distribuidor (2), caracterizado porque el asiento (6) de la primera válvula (5) está integrado en la caldera (1 ), para permitir el vaciado del primer conducto (8) y la ausencia de agua aguas abajo de la caldera (1) hasta el distribuidor (2).

2 - El sistema de caldera (1) y distribuidor (2) para una máquina expendedora de bebidas calientes de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el distribuidor (2) comprende una pluralidad de piezas de servicio (18), conectadas consecutivamente, cada una de las cuales comprende tres brazos (19, 20, 21), donde el primer brazo (19) de entrada está adaptado para permitir la entrada de agua desde el primer conducto (8) o desde la pieza de servicio (18) anterior, el segundo brazo (20) está adaptado para conducir el agua hacia un servicio de bebida seleccionado y el tercer brazo (21) está adaptado para permitir la salida de agua hacia el primer brazo (19) de la pieza de servicio (18) siguiente, comprendiendo el distribuidor (2) adicionalmente unos medios de cierre (22) que permiten la circulación selectiva de agua a través de un segundo conducto constituido por los primeros brazos (19) y los terceros brazos (21) de las piezas de servicio (18) hacia exclusivamente el segundo brazo (20) de la pieza de servicio (18) relacionada con el servicio de bebida caliente seleccionada.

3.- El sistema de caldera (1) y distribuidor (2) para una máquina expendedora de bebidas calientes de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la caldera (1) está conformada por dos cuerpos (3) estampados unidos entre sí.

4 - El sistema de caldera (1) y distribuidor (2) para una máquina expendedora de bebidas calientes de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque los cuerpos (3) son sustancialmente iguales e intercambiables, así como uno de los cuerpos (3) tiene mecanizada la toma (4) de agua a la caldera (1), mientras que el otro cuerpo (3) tiene mecanizado sobre el asiento (6) la salida de agua y aire hacia el distribuidor (1) y la unión con el piloto (7).

5. - El sistema de caldera (1) y distribuidor (2) para una máquina expendedora de bebidas calientes de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque los primeros y los terceros brazos (21) forman un segundo conducto, estando cada tercer brazo (21) de una pieza de servicio (18) unido de manera estanca al primer brazo (19) de la pieza de servicio (18) siguiente por medio de caequillos (23) de cierre metálicos.

6. - El sistema de caldera (1) y distribuidor (2) para una máquina expendedora de bebidas calientes de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la caldera (1) y el distribuidor (2) están en disposición distante unidos por el primer conducto (8).