ES1311587U - Grupo de erogacion multitermico - Google Patents
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Abstract
Grupo de erogación multitérmico, aplicable para su instalación en una máquina de café o similar con caldera e intercambiador, caracterizado porque comprende un bloque metálico (1) interiormente hueco que define una cámara de intercambio dual condensadora, la cual presenta dos circuitos independientes: un circuito de vapor, entre un canal de entrada de vapor (7), procedente de la caldera de la máquina, y una válvula de salida y retorno a caldera de condensados (5); y un circuito de agua entre un canal de entrada (6) de aportación fría a la cámara y una salida de agua (9) lista para erogación; y porque el circuito de vapor comprende una válvula de control (2) que abre paso del intercambiador a la salida de erogación.
Description
DESCRIPCIÓN
GRUPO DE EROGAC IÓN MULTITÉRMICO
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un grupo de erogación multitérmico que aporta ventajas y características, que se describen en detalle más adelante y que suponen una mejora del estado actual de la técnica.
El objeto de la presente invención recae en un grupo de erogación para máquinas de café expreso tradicional profesional, sin que se descarten otras similares que dispensan agua caliente de algún tipo de intercambiador (baño maría) a presión, el cual se basa esencialmente en aprovechar la energía térmica en forma de vapor de la caldera haciéndolo circular por una cámara de intercambio dual condensadora y el empleo de una válvula, manual o electrónica, para controlar el retorno del agua condensada a la caldera.
CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación máquinas para calentar agua, particularmente máquinas de café, y más concretamente en el ámbito de los grupos de erogación de dichas máquinas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Como es sabido, todas las máquinas que dispensan agua caliente de algún tipo de intercambiador (baño maría) a presión como se da en las máquinas de café expreso tradicional profesional y sin importar el tipo éstas, redundan en un sistema de intercambio donde el agua ingresa a un ritmo igual al que se dispensa, y lo hace con una diferencia de unos 100° grados menos, provocando que todo el circuito entrelazado térmicamente, se vea afectado.
Las estrategias para compensar esta pérdida en la temperatura final del agua dispensada, se basan en masas de metales de gran conductividad térmica, que por contacto directo a caldera o recirculación del agua destinada para su dispensación (sifónica) y otros, obtienen la temperatura deseada en el área de extracción, aplanando con estas sinergias la parábola descendente de temperatura que se produce durante su funcionamiento y permitiendo un número de servicios o agua dispensada dentro del rango óptimo de temperatura, siendo así preferidos por los profesionales. Sin embargo, estas características de transmisión térmicas suelen perderse debido a la formación de placas de carbonatos.
Además, el grupo de erogación de una cafetera, que es el encargado de comprimir el café y filtrarlo con el agua caliente que viene de la caldera, ofrece un diseño y características de cámara de extracción único, dificultando la implementación de variantes, también sufre desgaste por el uso manual y al estar en contacto con el agua caliente acumula calcáreos.
El objetivo de la presente invención es el desarrollo de un nuevo tipo de grupo de erogación que permita "super" modular la temperatura de erogación, dentro del rango dinámico adecuado para cada producto, o lo contrario, es decir, mantener un valor térmico seleccionado, y poder repetirlo en un número de servicios deseable, y con los tiempos de recuperación térmica, habitual entre servicios habituales, sin que para ello el circuito destinado a agua a erogar y las masas comprometidas (cobre, latón) trate de auto estabilizarse térmicamente, por sí solo (hay que tener en cuenta que hablamos de flujos de agua de 2 a 3 ML/Sg) sino que para ello se tomen los elementos por separado y se gestionen de manera independiente para converger en un punto, una cámara de mezcla donde se prepare el agua a erogar, utilizando para ello una energía térmica que hay disponible en este tipo de calderas en gran cantidad, concretamente en forma de vapor acumulado, a una temperatura y presión, que no se ve prácticamente perturbada por lo que pueda estar pasando dentro de los intercambiadores, proporcionando una fuente estable y diferenciada, de vapor a unos valores constantes, que, hasta ahora, solo se libera del interior de la caldera para calentar leche mayormente.
Por otra parte, y como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún otro grupo de erogación térmica, ni ninguna otra invención de aplicación similar, que presente unas características técnicas y estructurales iguales o semejantes a las del que aquí se reivindica.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El grupo de erogación multitérmico que la invención propone se configura como una solución óptima a los objetivos anteriormente señalados, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que lo distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.
Concretamente, lo que la invención propone, como se ha apuntado anteriormente, es un mejorado grupo de erogación para máquinas de café expreso tradicional profesional, u otras máquinas similares que dispensan agua caliente de algún tipo de intercambiador a presión, el cual presenta la ventajosa particularidad de basarse, esencialmente, en aprovechar la energía térmica en forma de vapor de la caldera de la máquina y hacerlo circular por una cámara de intercambio dual condensadora empleando una válvula, que puede ser de accionamiento manual o de accionamiento eléctrico, para controlar el retorno del agua condensada a la caldera, preferentemente por gravedad.
Más específicamente, el funcionamiento del grupo de erogación objeto de la invención se basa en circular directamente vapor a presión desde la caldera de la máquina a la cámara de intercambio dual condensadora integrada en dicho grupo, por una salida de mayor diámetro que el de retorno a la caldera, con el objetivo, en este último tramo de retorno, por varias estrategias, como aislado térmicamente, uso de material de baja conductividad térmica, forma espiral, etc.. con el objetivo de lograr una condensación útil del vapor; condensación que debe ingresar a la caldera nuevamente y completar el ciclo.
En el canal de retorno del vapor condensado, preferentemente deberá implementarse alguno de los siguientes dos procesos para el funcionamiento del sistema. El primero una válvula de control de reingreso a caldera, y que regular el estado térmico del grupo pudiendo desconectar el grupo para que no disipe calor si este no va a ser utilizado. El segundo, una válvula de purga necesaria para retirar el aire durante el proceso de encendido del aparato ya que el aire contenido en el circuito no condensa dificultando la recirculación y aportando otras funciones como seria booster térmico del grupo y la aportación de vapor en procesos de higienizado de estos aparatos, dichas válvulas podrán ser de cualquier tipo apropiado.
Todo este proceso permite emplear el calor para rectificar el estado térmico (en la parte para agua del intercambiador dual) del agua que ingresa procedente del intercambiador o caldera, y que finalmente se va a destinar a erogar.
Con ello se consigue establecer la temperatura del grupo requerida para su función de rectificado del agua procedente del intercambiador. En las calderas de vapor más utilizadas, el vapor resultante suele estar a 120° aproximadamente con 1 atm de presión, con un cubicaje por lo general de varios litros.
A partir de ahí, se puede suministrar agua del intercambiador de la caldera, a la cámara dual condensadora del grupo, en la cavidad destinada al circuito de agua se recibe el agua ya caliente del intercambiador y en él, además, se instala una válvula para purgar, o realizar un "reset térmico", bombeando agua desde el interior del intercambiador de la caldera, por acumulación excesiva de temperatura tras un periodo de inactividad, operación que sería un "flush" interno o enjuague que además podrá usarse para la descompresión súbita durante el proceso de extracción del café.
Para un caso como seria el del café el rango dinámico de temperaturas establecido es de entre 85° - 95° centígrados. Por tanto, el grupo se deberá dimensionar y seleccionar con materiales más convenientes, así como la regulación y tarado de la válvula y el paso reducido en el canal de retorno condensado, para que la temperatura del grupo máxima sea la deseada.
El agua que procede del intercambiador de la caldera de tubos pasantes a /-120° de los intercambiadores, y tras revisión térmica en caso de periodo de inactividad, saldrá a unos 94° con suave tendencia a descender a medida que se preparan los servicios.
La temperatura del grupo proporcionada separadamente de este proceso, compensará la tendencia descendente, rectificando ésta y dejando preparada la temperatura "alta" para, una vez en la cámara de mezclado y aportando agua a temperatura de red o ambiente, bien con la válvula manual de paso fino, inyectores electrónicos, servo válvula.... , poder bascular a la baja la temperatura del agua, ya sea dentro del rango dinámico del café, té, liofilizados etc.
Así, se dispone de agua a temperatura fija seleccionable, o con cambios dinámicos y muy rápidos dependiendo del método de control de aportación.
Las principales ventajas del grupo de erogación descrito son:
- Permite un gran control de la temperatura de erogación de agua baño maría, uso profesional.
- Permite crear complejos perfiles de modulación térmica a tiempo real.
- Redunda en la precisión de estos equipos.
- Permite reducir el uso de metales de transición.
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, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de planos en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una vista en perspectiva, tomada desde un punto de vista superior-lateral-izquierdo, de un ejemplo de realización del grupo de erogación multitérmico objeto de la invención;
la figura número 2.- Muestra una vista en perspectiva, desde un punto de vista superior-lateral-derecho, del ejemplo del grupo de erogación multitérmico, según la invención, mostrado en la figura 1;
la figura número 3.- Muestra una vista en perspectiva, tomada desde la parte posterior, del ejemplo del grupo de erogación multitérmico de la invención mostrado en las figuras 1 y 2; y
la figura número 4.- Muestra una vista en perspectiva, tomada desde la parte inferior, del ejemplo del grupo de erogación multitérmico de la invención mostrado en las figuras precedentes.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización no limitativa del grupo de erogación multitérmico de la invención, el cual comprende lo que se describe en detalle a continuación.
Así, tal como se observa en dichas figuras, el grupo de erogación multitérmico de la invención, aplicable para su instalación en una máquina de café o similar (no representada) con caldera e intercambiador, comprende, esencialmente, un bloque metálico (1) interiormente hueco que define una cámara de intercambio dual condensadora, la cual presenta dos circuitos independientes: un circuito de vapor, entre un canal de entrada de vapor (7), procedente de la caldera de la máquina, y una válvula de salida y retorno a caldera de condensados (5); y un circuito de agua entre un canal de entrada (6) de aportación fría a la cámara y una salida de agua (9) lista para erogación.
Además, el circuito de vapor comprende una válvula de control (2) que abre paso del intercambiador a la salida de erogación, la cual va fijada, preferentemente, mediante tornillos (3). Esta válvula (2) puede ser de accionamiento manual o de accionamiento eléctrico.
Y, de preferencia, el circuito de agua comprende una válvula de purgado (8) o reset y descompresión súbita de erogación.
De preferencia, el grupo comprende, además, un tapón de registro de la rampa de salida del circuito de vapor (4) de la cámara de intercambio térmico, un tapón de registro del circuito de agua (10) para erogación de la cámara de intercambio térmico y sendos tapones de acceso (11) a la cámara de intercambio térmico.
Finalmente, el bloque (1) del grupo comprende una conexión (12) en su parte posterior.
En el ejemplo representado, cuya configuración puede variar en función de las características de cada máquina, el canal de entrada de vapor (7) y la válvula de salida y retorno a caldera de condensados (5) se encuentran situados, respectivamente, en el lado derecho e izquierdo del bloque metálico (1) que define la cámara de intercambio térmico, estando la válvula de control (2) también en el lado izquierdo del bloque (1), junto a la salida del vapor (5), mientras que el canal de entrada (6) de aportación de agua fría a la cámara y la salida de agua (9) lista para erogación se encuentran ambos en la parte inferior de dicho bloque (1).
Por su parte, de preferencia, el tapón de registro de la rampa de salida del circuito de vapor (4) está situado en la parte anterior del bloque (1), el tapón de registro del circuito de agua (10) está situado en la parte superior del bloque (1) y los tapones de acceso (11) a la cámara de intercambio térmico están situados, uno en la parte superior y otro en la parte frontal del bloque (1) de la cámara.
Con todo ello, el funcionamiento del grupo de erogación multitérmico comprende los siguientes puntos básicos:
Circulación de vapor a presión: Se hace circular directamente vapor a presión desde la caldera a la cámara de intercambio dual condensadora integrada en el bloque metálico (1) del grupo de erogación.
Condensación: Se realiza una condensación útil en el tramo de retorno del vapor a la caldera mediante estrategias como aislamiento térmico y material de baja conductividad térmica, con el objetivo de recuperar calor.
Control de retorno a la caldera: Se emplea una válvula de control (2), que puede ser de accionamiento manual o accionada eléctricamente, para controlar el retorno del vapor condensado a la caldera. Esta válvula (2) también ajusta la temperatura final del agua de erogación.
Suministro de agua caliente: Se suministra agua caliente del intercambiador de la caldera a la cámara dual condensadora del bloque (1) del grupo, donde se instala una válvula de purgado (8) para purgar y realizar un enjuague interno cuando sea necesario.
Rectificación térmica del agua: El calor recuperado se utiliza para rectificar el estado térmico del agua procedente del intercambiador de la caldera, que será destinada a la erogación.
Funciones adicionales de la válvula de control (2): La válvula puede realizar funciones tales como el encendido o el apagado térmico, compensar variables estacionales o ambientales, y actuar comoboosterpara alto desempeño.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan.
Claims (7)
1. - Grupo de erogación multitérmico, aplicable para su instalación en una máquina de café o similar con caldera e intercambiador,caracterizado porquecomprende un bloque metálico (1) interiormente hueco que define una cámara de intercambio dual condensadora, la cual presenta dos circuitos independientes: un circuito de vapor, entre un canal de entrada de vapor (7), procedente de la caldera de la máquina, y una válvula de salida y retorno a caldera de condensados (5); y un circuito de agua entre un canal de entrada (6) de aportación fría a la cámara y una salida de agua (9) lista para erogación; y porque el circuito de vapor comprende una válvula de control (2) que abre paso del intercambiador a la salida de erogación.
2. - Grupo de erogación multitérmico, según la reivindicación 1,caracterizadoporque la válvula de control (2) es de accionamiento manual.
3. - Grupo de erogación multitérmico, según la reivindicación 1,caracterizadoporque la válvula de control (2) es de accionamiento eléctrico.
4. - Grupo de erogación multitérmico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizadoporque el circuito de agua comprende una válvula de purgado (8) o reset y descompresión súbita de erogación.
5. - Grupo de erogación multitérmico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizadoporque comprende un tapón de registro de la rampa de salida del circuito de vapor (4) de la cámara de intercambio térmico.
6. - Grupo de erogación multitérmico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizadoporque comprende un tapón de registro del circuito de agua (10) para erogación de la cámara de intercambio térmico.
7. - Grupo de erogación multitérmico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizadoporque comprende sendos tapones de acceso (11) a la cámara de intercambio térmico.
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