ES2214389T3 - Cafetera expres con dos termostatos. - Google Patents
Cafetera expres con dos termostatos.Info
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- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J31/00—Apparatus for making beverages
- A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
- A47J31/54—Water boiling vessels in beverage making machines
- A47J31/56—Water boiling vessels in beverage making machines having water-level controls; having temperature controls
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Abstract
Cafetera que tiene un depósito (1) de agua fría, una bomba (2), un bloque (3) de calentamiento equipado con un primer y un segundo termostatos (33, 34), un filtro (6), caracterizada porque el segundo termostato (34) cuya temperatura de referencia es más elevada, está previsto para ser puesto en servicio al mismo tiempo que la bomba (2) para producir el agua caliente necesaria para el café.
Description
Cafetera exprés con dos termostatos.
La presente invención se refiere a las cafeteras
de presión del tipo expreso.
Este tipo de cafetera tiene la mayoría de las
veces una función de producción de vapor, la cual es utilizada para
recalentar una bebida. Para conseguir esto, el generador de agua
caliente puede ser regulado a una temperatura superior a la de
ebullición del agua.
Se conocen así, por ejemplo, por medio de la
patente FR2465451 cafeteras equipadas con dos termostatos que
permiten a la caldera de la cafetera recalentar el agua a dos
temperaturas diferentes, según el empleo deseado, es decir como
líquido de infusión o como vapor sobrecalentado.
El agua llega dentro del cuerpo de calentamiento
de la cafetera y se recalienta a su paso por aquel. La temperatura
del cuerpo de calentamiento es regulada para obtener un café a
buena temperatura en la taza receptora. Sin embargo, la primera
introducción de agua en el cuerpo de calentamiento hace bajar
sensiblemente la temperatura antes que el termostato haya podido
reaccionar, de modo que los cafés de las tazas sucesivas tengan
temperaturas insuficientes o irregulares.
Cuando el agua no llega a estar suficientemente
caliente, se podría parar la bomba, como se sugiere en la patente
US4109565, pero este procedimiento no es bien aceptado,
evidentemente, por el usuario impaciente o por quien pueda pensar
que se trata de una avería.
Se conocen cafeteras, por ejemplo por la patente
FR2774882, en la que este problema está resuelto mediante un
circuito electrónico de mando, mucho más reactivo que un sencillo
termostato, generalmente bimetálico. Sin embargo, un mando
electrónico específico de este tipo en la cafetera encarece el
precio de venta.
El objeto de la invención que sigue es una
cafetera económica que no presenta los inconvenientes citados
anteriormente.
El objeto de la invención se consigue mediante
una cafetera que tiene un depósito de agua fría, una bomba, un
bloque de calentamiento equipado con un primer y un segundo
termostatos, un filtro, a destacar que el segundo termostato, cuya
temperatura de referencia es más elevada, se pone en servicio al
mismo tiempo que la bomba para producir el agua caliente necesaria
para el café.
La invención se cumple enteramente por medio de
termostatos electromecánicos de temperatura de referencia fija poco
costosos. Sin embargo, puede resultar ventajoso utilizar dos
termostatos electrónicos sencillos por razones particulares, por
ejemplo, de espacio necesario o de montaje sin salirse del marco de
la invención. También se puede utilizar un solo captador de un
termostato electrónico sencillo cuya señal se compara con uno entre
dos valores de las temperaturas de referencia fijas,
correspondiendo una de ellas al valor de la temperatura de
referencia del primer termostato, y la otra a la del segundo
termostato sin salirse del marco de la invención. En lo que se
expone a continuación se supondrá, por razones de claridad, que la
cafetera está equipada con dos termos-
tatos.
tatos.
De este modo, el bloque de calentamiento es
regulado por un primer termostato a una primera temperatura, por
ejemplo 95ºC, suficiente para llevar el agua a la temperatura
necesaria para la extracción del café. En el momento de la puesta
en marcha de la bomba, se pone en servicio un segundo termostato
cuya temperatura de referencia es más elevada, por ejemplo 115ºC.
La diferencia entre esta temperatura de referencia y la temperatura
del bloque para la puesta en marcha se añade a la bajada de la
temperatura del bloque de calentamiento debido al paso del agua.
Esto da una señal fuerte al termostato que asegura, rápidamente, la
alimentación de la potencia eléctrica de calentamiento.
Con preferencia, la potencia instalada en la
cafetera está adaptada para calentar el caudal nominal del agua
destinada al café a la temperatura de extracción.
Se sabe que se precisan unos 335 Julios para
calentar un centímetro cúbico de agua desde la temperatura de
extracción o de almacenamiento en el depósito (alrededor de 15ºC)
hasta la temperatura de extracción del café (alrededor de
95ºC).
Pero en todos los casos, la inercia térmica del
bloque de calentamiento contribuye a alisar las diferencias de
temperatura del agua que podrían ocurrir de improviso a causa de
una diferencia de adaptación entre la potencia de calentamiento y
el caudal de agua. Si la potencia instalada se ajusta
correctamente, se puede incluso considerar el disminuir la masa del
bloque de calentamiento, ya no siendo entonces esencial la inercia
térmica. El agua está así a buena temperatura durante toda la
duración de la percolación.
Cuando el usuario detiene la bomba, el primer
termostato vuelve a tomar el control de la temperatura del bloque
de calentamiento, de manera que cuando el caudal de agua se para no
se produce un sobrecalentamiento y la cafetera está disponible
inmediatamente para una nueva percolación.
Con preferencia, la cafetera incluye una función
de producción de vapor durante la cual, mientras se utiliza, el
segundo termostato controla la temperatura del bloque de
calentamiento.
El propio segundo termostato es utilizado para
controlar el bloque de calentamiento durante la percolación y para
obtener vapor. Durante la percolación, la potencia de calentamiento
y las condiciones de intercambio de calor son insuficientes frente
al caudal de agua para que la temperatura del agua se eleve hasta
la temperatura de referencia, cuando durante la producción de vapor
el caudal de agua de la bomba se reduce de forma que el bloque de
calentamiento permanece a una temperatura suficiente para obtener
una buena vaporización.
Esta reducción del caudal de agua puede
conseguirse usualmente mediante el estrangulamiento del orificio de
salida del vapor, o por un estrangulamiento del circuito del agua,
o reduciendo el caudal de la bomba mediante medios eléctricos, o
por cualquier otra combinación de medios conocidos.
La reducción del caudal de agua es una solución
sencilla y satisfactoria, pero cualquier solución que permita
obtener una relación suficiente entre la potencia eléctrica y la
potencia necesaria para la evaporación del caudal de agua, permite
la aplicación de la invención. Se puede así aumentar la potencia
suministrada durante la vaporización alimentando, por ejemplo, un
segundo elemento calefactor del cuerpo de calentamiento, reduciendo
menos el caudal de agua para obtener un caudal mayor de vapor.
Se comprenderá mejor la invención a la vista del
ejemplo que se expone seguidamente y de los dibujos anejos.
La Figura 1, es una vista de perfil de una
cafetera según la invención, en sección parcial de la envolvente,
del depósito y del cuerpo de calentamiento.
La Figura 2, es una vista frontal del botón de
mando.
La Figura 3, es un esquema eléctrico del
principio de la invención.
La Figura 4, es un diagrama de temperaturas del
bloque de calentamiento en función del tiempo, antes y durante la
extracción del café.
La Figura 5, es un diagrama de temperaturas del
bloque de calentamiento en función del tiempo, antes y durante la
producción de vapor.
En una realización preferente, la cafetera
incluye un circuito de agua constituido, desde arriba hacia abajo,
por un depósito 1 de agua, una bomba electromagnética 2, un cuerpo
de calentamiento 3, un distribuidos 4, un soporte 5 y un
portafiltros 6 que contiene el café molido. El café se vierte en un
receptáculo 7 que puede ser una taza. La cafetera incluye además un
conducto 9 de vapor alimentado por el distribuidor 4 y que acaba en
una boquilla 10 que incluye un surtidor calibrado, siendo este
subconjunto accesible para el usuario.
El usuario dispone de un mando 11 que actúa
simultáneamente sobre el distribuidor 4 y sobre un conmutador
eléctrico 12.
El bloque 3 de calentamiento, es un bloque de
aluminio que incluye canales 31 en los cuales el agua procedente de
la bomba 2 se recalienta y eventualmente se transforma en vapor. El
elemento calefactor eléctrico 32 suministra la energía necesaria a
este bloque, el cual está equipado con un primer termostato
electromecánico 33 ajustado a unos 105ºC (t1º en las Figuras 4 y 5)
y un segundo termostato electromecánico 34 ajustado a unos 125ºC
(t2º en las Figuras 4
\hbox{y 5).}
El distribuidor 4 es susceptible de establecer la
conexión hidráulica entre el bloque 3 de calentamiento y el filtro
6 para preparar el café o entre el bloque 3 de calentamiento y la
salida 9-10 de vapor cuando se desee calentar une
bebida. Este distribuidor está mandado por el usuario al mismo
tiempo que el conmutador 12 mediante el botón 11 de mando que puede
adoptar cinco posiciones referenciadas como P0 a P4 en las Figuras
4 y 5 y por los pictogramas visibles en la Figura 2 bajo el botón
11 de mando. El botón 11 de mando acciona simultáneamente los
contactos deslizantes 41 y 42 del conmutador 12 de forma que en la
Figura 3 los contactos 41, 42 se alineen en una de las posiciones P0
a P4 cuyos trazos de los ejes en líneas discontinuas se
corresponden con los pictogramas de la Figura 2.
La posición 0 del botón de mando y P0 del
conmutador corresponden a la posición de paro de la cafetera. La
corriente eléctrica del sector llega por medio de los hilos
referenciados como L1 y L2, pero no alimenta elemento alguno.
Cuando el usuario quiere preparar café, acciona
durante un tiempo t1 el botón de mando para colocar la cafetera a
calentar en la posición P1 del conmutador. En este momento, la
corriente eléctrica puede circular desde L1 hacia el elemento 32 de
calentamiento, estando controlado por el primer termostato 33
ajustado a la temperatura necesaria para obtener un café.
De manera útil, un piloto 35 de calentamiento en
paralelo con el elemento 32 de calentamiento se ilumina mientras no
se alcanza la temperatura de referencia, después se apaga en el
momento en que el primer termostato 33 se abre.
Estando así preparada la cafetera, el usuario
acciona durante un tiempo t2 la extracción del café colocando el
conmutador en la posición P2. El distribuidor 4 conecta entonces el
bloque 3 de calentamiento al portafiltros 6. La corriente eléctrica
circula desde L1 hacia la bomba 2 y a través del termostato 34
hacia el elemento 32 de calentamiento y su piloto 35 de
calentamiento. Siendo la temperatura del bloque 3 de calentamiento
inferior a la temperatura de referencia t2º del termostato 34, se
inicia el calentamiento. La potencia del elemento 32 de
calentamiento está sensiblemente ajustada por construcción a la
potencia consumida por el calentamiento del agua. El agua que
circula y se calienta en el bloque 3 de calentamiento mantiene la
temperatura sensiblemente constante como se aprecia en el trazo
continuo del diagrama de la Figura 4. Las desviaciones de la
potencia absorbida debidas a las variaciones del caudal de agua
como respuesta, por ejemplo, a las diferentes intensidades de los
apisonamientos del café molido, son pequeñas frente a la potencia
total consumida y son absorbidas por la inercia térmica del bloque
de calentamiento. Esto es tanto más cierto cuanto que el tiempo de
extracción de un café no es nunca muy largo y que incluso las
desviaciones importantes no tienen tiempo de manifestarse. Por estos
medios, se obtiene una buena temperatura de extracción y se aporta
inmediatamente la energía necesaria al café durante toda la
extracción, sin provocar un sobrecalentamiento.
Sin la utilización de un segundo termostato con
una temperatura de referencia t2 más elevada, el primer termostato
33 no tendría tiempo de reaccionar seguidamente y la temperatura
del bloque de calentamiento habría acusado una caída como se puede
ver representado mediante la línea de trazos discontinuos en la
Figura 4. Una gran parte del café habría sido extraída entonces a
una temperatura demasiado baja y habría dado un café desagradable
demasiado frío.
Cuando el café está terminado, el usuario puede
volver a poner la cafetera en la posición de espera P1 para la
extracción de un nuevo café. La bomba se para y la cafetera es
ajustada de nuevo por el termostato 33 a la temperatura de
extracción del café. No se puede pues producir un sobrecalentamiento
y la cafetera está lista para una nueva extracción.
El usuario puede decidir también la preparación
de una bebida caliente. Acciona durante un tiempo t10 el botón 11
para que el conmutador 12 esté en la posición P3. El elemento 32 de
calentamiento está alimentado con energía eléctrica a través del
termostato 34 y el bloque 3 de calentamiento se calienta hasta una
temperatura de vaporización del agua. Alcanzada la temperatura de
referencia t2º del termostato 34, el piloto 35 se apaga.
El usuario pone en funcionamiento durante un
tiempo t20 la producción de vapor llevando, mediante el botón 11,
el conmutador a la posición P4. La bomba 2 está alimentada con
electricidad y el elemento 32 de calentamiento sigue estando
regulado por el termostato 34. El distribuidor 4 conecta el bloque 3
de calentamiento al tubo 9 del que el usuario hace sumergir el
orificio calibrado 10 en la bebida a recalentar. El agua se evapora
en contacto con el bloque 3 de calentamiento produciendo un gran
caudal de vapor. Al pasar por el orificio calibrado de la boquilla
10, el vapor produce un aumento de la presión, lo que disminuye el
caudal de agua. Por esto, la potencia del elemento de calentamiento
basta para mantener la temperatura de vaporización, asegurando un
chorro continuo de vapor.
La potencia disponible es pues elevada respecto a
la que se consume. Por esto, la temperatura del bloque de
calentamiento cae poco en la iniciación de la vaporización y vuelve
a alcanzar rápidamente la temperatura de referencia t2º, como se
puede ver en la Figura 5.
En otra versión, la bomba 2 incluye o está
asociada con un dispositivo secuenciador que provoca una disminución
de su factor de marcha, lo que da lugar a que el calibrado del
orificio de la boquilla 10 sea más fácil.
En otra versión, el elemento de calentamiento
incluye varias resistencias y la potencia es aumentada durante la
vaporización. Como consecuencia de ello, el circuito eléctrico es
modificado.
En una versión más sencilla de la cafetera, que
no incluye la función de producción de vapor, las posiciones P3 y P4
del conmutador están anuladas.
La cafetera descrita incluye el mismo número de
componentes que el de una cafetera clásica que incluye una función
de producción de vapor, pero la disposición de estos componentes
permite una buena regulación de la temperatura del café obtenido.
En una versión que no incluye la función de vaporización, el
perfeccionamiento solo necesita un termostato suplementario poco
costoso.
Claims (3)
1. Cafetera que tiene un depósito (1) de agua
fría, una bomba (2), un bloque (3) de calentamiento equipado con un
primer y un segundo termostatos (33,34), un filtro (6),
caracterizada porque el segundo termostato (34) cuya
temperatura de referencia es más elevada, está previsto para ser
puesto en servicio al mismo tiempo que la bomba (2) para producir
el agua caliente necesaria para el café.
2. Cafetera según la reivindicación 1,
caracterizada porque la potencia instalada en la cafetera
está adaptada para calentar el caudal nominal del agua destinada al
café a la temperatura de extracción.
3. Cafetera según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizada porque la cafetera incluye una
función de producción de vapor durante la cual, cuando es
utilizada, el segundo termostato (34) controla la temperatura del
bloque (3) de calentamiento.
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