ES2263555T3 - Dispositivo para calentar y emulsionar liquidos, en particular bebidas. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (10) para calentar y emulsionar líquidos, en particular bebidas, que comprende un miembro (12) de emisión de vapor de agua y un cuerpo hueco (14) que puede estar asociado con el miembro (12) de emisión de vapor de agua, siendo succionados el aire y el líquido dentro del interior del cuerpo hueco y siendo expulsado el líquido emulsionado desde el interior del cuerpo hueco; en el que el cuerpo hueco (14) comprende medios (88) para definir dos pasos separados (98, 100) que se comunican entre sí y con el exterior del cuerpo hueco, consistiendo dichos dos pasos separados en: - un primer paso (98) hacia el que es dirigido el vapor de agua, creando una región de vacío parcial dentro del cuerpo hueco (14), y - un segundo paso (100) a través del cual el líquido se succiona desde el exterior del cuerpo hueco (14) y se redirige con el aire hacia el exterior a través del primer paso (98); y en el que un tercer paso (102) para aire está proporcionado dentro del cuerpo hueco (14); en el que los pasos primero y segundo (98, 100) son coaxiales entre sí y los medios para definir los pasos primero y segundo (98, 100) comprenden un conducto (88) insertado coaxialmente en el cuerpo hueco (14) y que tiene un extremo que se comunica con el exterior del cuerpo hueco.

Description

Dispositivo para calentar y emulsionar líquidos, en particular bebidas.

El objeto de la presente invención es un dispositivo para calentar y emulsionar líquidos, en particular bebidas, que comprende un miembro de emisión de vapor de agua y un cuerpo hueco que puede estar asociado con el miembro de emisión de vapor de agua, siendo succionados el aire y el líquido dentro del interior del cuerpo hueco y siendo expulsado el líquido emulsionado desde el interior del cuerpo hueco.

De acuerdo con un aspecto adicional, el objeto de la presente invención es una máquina para la preparación de bebidas calientes que comprende al menos una fuente de vapor de agua.

La presente invención se refiere a un dispositivo y a una máquina destinados especialmente a la preparación de bebidas basadas en leche, tales como, por ejemplo, capuchino, leche caliente, chocolate y similares.

Para ser más precisos, la presente invención se refiere a un dispositivo y a una máquina que están destinados tanto a uso en la industria hostelera, tal como, por ejemplo, en bares o restaurantes, como a uso doméstico.

Como es conocido, tanto las máquinas destinadas a uso público como las máquinas destinadas a uso doméstico comprenden un calentador de agua para la producción de vapor de agua que es dirigido hacia un miembro de emisión o boquilla. Este vapor de agua es enviado desde esta última a través del líquido que va a ser calentado.

El aspecto más característico y valorado de las bebidas basadas en leche, en particular el capuchino, es la presencia de espuma, que se obtiene emulsionando leche y aire. En particular, cuanto más densa y compacta es la espuma, esto quiere decir, cuanto más numerosas, pequeñas y profundamente dispersas están las burbujas de aire en la leche, más se aprecia la bebida.

La etapa de emulsión para obtener la espuma normalmente tiene lugar durante la etapa de calentamiento de la leche, esto quiere decir, a medida que el vapor de agua está siendo enviado a través de la leche que va a ser calentada y emulsionada.

Es ahora una práctica común utilizar el efecto de succión producido por el vapor de agua que abandona la boquilla con el fin de arrastrar aire adentro de la fase líquida de la leche, mientras el vapor de agua calienta la leche y se condensa allí o se dispersa.

Esa secuencia de etapas se puede confiar, por ejemplo, a la destreza del operario, con la consecuencia de que la densidad y compacidad de la espuma dependen en gran parte de su pericia.

Se ha descubierto que el resultado final depende tanto de la posición de la boquilla como del nivel de la fase líquida en la leche. También se ha descubierto que el movimiento cíclico de elevación y de descenso del contenedor de leche con relación a la boquilla de vapor de agua favorece el fraccionamiento del aire y su profunda dispersión en la fase líquida, pero incrementa el riesgo de que la leche salpique y se derrame.

Las desventajas mencionadas anteriormente son incluso más evidentes en el caso de máquinas para uso doméstico debido tanto a la falta de experiencia por parte del operario como al uso de cantidades limitadas de leche, y a las pequeñas dimensiones de la máquina y por lo tanto a la pequeña cantidad de vapor de agua que se puede suministrar.

Por lo tanto, se siente una gran necesidad en este campo para evitar las desventajas del procedimiento manual y en particular para simplificar las operaciones implicadas. Consecuentemente, se han proporcionado dispositivos para calentar y emulsionar líquidos, en particular leche, que no requieren la presencia de un operario con especial experiencia.

Por ejemplo, se conoce un primer tipo de dispositivo para calentar y emulsionar que está constituido por una cámara dispuesta alrededor de la boquilla de vapor de agua y provista de una abertura para la entrada de aire, una abertura para la entrada de leche y una abertura para la descarga de emulsión.

El funcionamiento de esos dispositivos conocido hasta la fecha proporciona que la emisión de vapor de agua produzca un vacío parcial dentro de la cámara que hace que la leche y el aire sean arrastrados adentro de ella. De este modo, se forma en la cámara una emulsión de leche, aire y vapor de agua que sale mediante la abertura de descarga. Aunque las tres aberturas que corresponden a la entrada de leche, la entrada de aire y la descarga de emulsión están separadas, la cámara está constituida por un único espacio a través del cual la leche, el aire y la emulsión pasan de una manera sustancialmente aleatoria y turbulenta.

A partir del documento US 4.735.133, que forma una base para la reivindicación independiente 1, se conoce un dispositivo para calentar y emulsionar leche, especialmente para preparar una bebida de café con leche, bebida conocida como "capuchino", con la ayuda de un chorro de vapor de agua, que tiene una cámara de vacío definida por un manguito. La cámara de vacío rodea una boquilla de vapor de agua y está provista de una lumbrera de descarga de emulsión, un pasillo para admitir el aire succionado, y al menos un pasillo para la leche que entra en la cámara a causa de la presión negativa que prevalece allí, por ello la leche, el aire y el vapor de agua se mezclan juntos en dicha cámara y entonces se hace que fluyan hacia fuera a través de dicha lumbrera de descarga. El vapor de agua que se emite desde la boquilla crea un vacío en la cámara, arrastrando hacia dentro leche y aire.

Es conocido otro tipo de dispositivo para calentar y emulsionar y está constituido por un tubo de turbulencia encajado en el extremo de la boquilla de vapor de agua y que tiene una abertura para la entrada de aire. El extremo del tubo de turbulencia alejado de la boquilla está abierto y está sumergido en el líquido que se va a emulsionar. El chorro de vapor de agua, empujando el líquido hacia abajo, genera un vacío parcial dentro del tubo que, por un lado, extrae aire a través de la entrada mencionada anteriormente y, por otro lado, extrae líquido a través del extremo abierto. Un movimiento turbulento del líquido, del aire, del vapor de agua y de la emulsión se crea por lo tanto dentro del tubo. La emulsión es forzada por el chorro de vapor de agua a través del extremo abierto del tubo de turbulencia, generando, a través de esa abertura, un flujo entrante de líquido y un flujo saliente de emulsión.

Como es conocido, aunque los tipos de dispositivo indicados anteriormente simplifican las operaciones de calentar y emulsionar un líquido, no están libres de desventajas.

En primer lugar, las dimensiones de las partículas de aire dentro de la fase líquida son bastante grandes, con el resultado de que la densidad, la compacidad y la estabilidad de la emulsión a lo largo del tiempo no son óptimas. Esa desventaja podría ser atribuible al establecimiento de movimiento o circulación turbulenta dentro de la cámara o el tubo de turbulencia que, aunque agita el líquido, no tiene éxito en dispersar profundamente y fragmentar adecuadamente el aire dentro de él.

En segundo lugar, los dispositivos conocidos tienen la desventaja de ser difíciles de limpiar y por lo tanto de ser bastante antihigiénicos, estando presentes áreas y rebajes en los que el líquido que se va a emulsionar puede sedimentar y coagular.

Además, aunque la abertura para la entrada de aire está generalmente posicionada a cierta distancia desde la entrada para líquido, el líquido puede subir hasta la abertura de entrada de aire y bloquearla parcialmente, cambiando de este modo las proporciones de aire y líquido que se van a emulsionar. Además, pequeñas modificaciones en el caudal de aire tienen un efecto perjudicial en la calidad de la emulsión obtenida, ya que esta calidad depende de una relación proporcional precisa calculada entre la cantidad de aire succionado y la cantidad de líquido procesado por el dispositivo.

Además de lo anterior, los dispositivos conocidos proporcionan que la boquilla de vapor de agua, y en particular el orificio de salida de vapor de agua, esté dispuesta cerca de la entrada para el líquido. Esa estructura tiene la desventaja adicional de la formación de costra a lo largo del conducto de vapor de agua. Esto está causado por el hecho de que el líquido puede subir a lo largo de la boquilla de vapor de agua hasta el grifo que la corta, como resultado del efecto del vacío parcial casi instantáneo generado por el enfriamiento por inmersión en leche fría del conducto que lleva el vapor de agua que está saturado o casi a presión atmosférica. La succión inmediata genera una corriente súbita de leche fría que sube a través de la boquilla y a lo largo del conducto de vapor de agua y que causa la condensación casi instantánea de todo el volumen de vapor ligeramente insaturado o saturado que estaba ocupando las cavidades que conducen desde la boquilla hasta la barrera representada por un grifo que normalmente corta la presión y logra el suministro de vapor de agua.

Finalmente, los dispositivos conocidos tienen una estructura que es bastante complicada de producir, sobre todo en el caso del primer tipo de dispositivo discutido anteriormente. En esa estructura, las aberturas para la entrada de leche y la descarga de emulsión son bastante pequeñas en un intento de mantenerlas lo más separadas posible, impidiendo de este modo el procesamiento de grandes cantidades de líquido e incrementando por lo tanto los tiempos de
emulsión.

El problema en el que se basa la presente invención es proponer un dispositivo para calentar y emulsionar líquidos, en particular bebidas, y una máquina para la preparación de bebidas calientes, cuyo dispositivo y máquina tienen características funcionales y estructurales tales como para satisfacer los requisitos mencionados anteriormente y, al mismo tiempo, superar las desventajas mencionadas anteriormente discutidas con referencia a la técnica anterior.

El problema se resuelve mediante un dispositivo para calentar y emulsionar líquidos, de acuerdo con la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes 2-22 proporcionan características adicionales al objeto de la reivindicación independiente 1.

Otras características y las ventajas del dispositivo y de la máquina de acuerdo con la invención surgirán a partir de la siguiente descripción de una realización preferida de la misma que es dada a modo de ejemplo no limitante con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo para calentar y emulsionar líquidos de acuerdo con la presente invención;

la figura 2 es un corte longitudinal a través del dispositivo de la figura 1;

la figura 3 es una vista en despiece ordenado cortada parcialmente de un detalle de la figura 2;

la figura 4 es un corte transversal a través del detalle de la figura 3 a lo largo de la línea IV-IV;

la figura 5 es una vista en dirección V del detalle de la figura 3;

la figura 6 es una vista en despiece ordenado cortada parcialmente de un detalle de la figura 2.

Haciendo referencia a los dibujos mencionados anteriormente, un dispositivo para calentar y emulsionar líquidos, en particular bebidas basadas en leche, está generalmente indicado como 10.

La figura 1 es una vista en perspectiva de ese dispositivo, que está compuesto externamente de un miembro 12 para emitir vapor de agua, o una boquilla, que está insertada parcialmente en un cuerpo hueco 14 que puede estar asociado con el miembro de emisión de vapor de agua mencionado anteriormente.

De acuerdo con una realización posible, el dispositivo 10 formado de este modo se extiende predominantemente a lo largo de un eje 16. Además, todavía de acuerdo con una realización posible, las dimensiones transversales del cuerpo hueco 14 y de la porción sobresaliente del miembro 12 son sustancialmente comparables, de modo que el dispositivo 10 tiene una estructura alargada libre de proyecciones obvias.

El miembro 12 de emisión de vapor de agua también tiene una estructura que se extiende predominantemente a lo largo de un eje 17 que, cuando el dispositivo 10 está montado, coincide con el eje 16. De acuerdo con una realización posible, la estructura está compuesta, por ejemplo, de una tuerca redonda 18 de conexión, un cuerpo 20 de emisión de vapor de agua, un elemento 22 de conexión y un miembro 24 de sellado, como se puede ver, por ejemplo, en las figuras 2 y 3.

De acuerdo con una realización posible, la tuerca redonda 18 de conexión tiene una estructura simétrica de forma sustancialmente axial, que tiene el eje 17 mencionado anteriormente como eje de simetría.

En particular, la tuerca redonda 18 de conexión puede tener una pared exterior 25 que tiene una porción sustancialmente cilíndrica que está provista externamente de un moleteado 26 e internamente de una porción roscada 28. El diámetro externo de la porción cilíndrica coincide sustancialmente con el diámetro exterior del cuerpo hueco 14.

La pared externa 25 está abierta en los extremos. En particular, un primer extremo tiene una abertura 30 con un diámetro igual al diámetro de la porción cilíndrica, mientras que un segundo extremo tiene una abertura 32 que tiene un diámetro más pequeño que el diámetro de la porción cilíndrica. De acuerdo con una realización posible, la pared exterior 25 se estrecha de manera curvada para formar la abertura 32.

Además, el número 34 indica una pared interior que también es cilíndrica y que se extiende continuamente desde la pared exterior 25, empezando desde la abertura 32 mencionada anteriormente, hacia el interior de la tuerca redonda 18, y tiene un eje que coincide con el eje 17. Por lo tanto, el diámetro de la pared interior 34 coincide sustancialmente con el diámetro de la abertura 32. Además, en el lado opuesto con relación a la abertura 32, la pared interior 34 tiene una superficie libre 36.

De acuerdo con una realización posible, el cuerpo 20 del miembro 12 de emisión de vapor de agua tiene, en términos generales, una estructura simétrica de forma sustancialmente axial alrededor de un eje que coincide con el eje 17 mencionado anteriormente. De acuerdo con una realización adicional, algunas posibles excepciones a la simetría axial se describirán a continuación.

El cuerpo 20 tiene un conducto interior 38 que se extiende a lo largo del eje de simetría del cuerpo, esto quiere decir, a lo largo del eje 17 mencionado anteriormente.

Tanto a lo largo de la pared exterior del cuerpo 20 como a lo largo de la pared interior del conducto 38 es posible distinguir una secuencia de regiones o porciones, cada una de las cuales es adecuada para satisfacer una tarea específica.

De acuerdo con una realización posible, empezando desde un extremo de la pared exterior del cuerpo 20, es posible distinguir una primera porción 40 que está roscada externamente y que es capaz de recibir la tuerca redonda 18 de conexión por medio de su porción roscada 28.

El número 42 indica una proyección anular que delimita la primera porción 40 y que tiene dimensiones transversales que coinciden sustancialmente con las dimensiones transversales exteriores de la tuerca redonda 18 y del cuerpo hueco 14.

Continuando a lo largo de la pared exterior del cuerpo 20, empezando desde la proyección anular 42, es posible distinguir una segunda porción 44 que tiene una estructura cilíndrica y que está provista de una hendidura anular 46 adecuada para recibir un anillo 48 de sellado, por ejemplo de caucho u otro material elástico. El diámetro de la segunda porción es ligeramente más pequeño que las dimensiones interiores del cuerpo hueco 14.

El cuerpo 20 continúa en una espita 50 desde la cual se descarga el vapor de agua. La espita tiene un diámetro más pequeño que el diámetro de la segunda porción 44 y tiene una estructura cilíndrica que se estrecha hacia el extremo libre de la espita.

De acuerdo con una realización adicional, una tercera porción 52 que tiene un diámetro ligeramente más pequeño, como un todo, que el diámetro de la segunda porción 44 y que está provista de dos proyecciones anulares 54 y 56 puede estar presente entre la segunda porción 44 y la espita 50. Cada proyección tiene unos primeros sectores indicados respectivamente mediante la referencia 54a y 56a que se alternan con unos segundos sectores indicados respectivamente mediante la referencia 54b y 56b. Los primeros sectores tienen un diámetro ligeramente más grande que el diámetro de los segundos sectores. Además, los sectores de cualquier proyección anular están descentrados con relación a los de la proyección anular adyacente.

El ejemplo ilustrado en los dibujos, y en particular en las figuras 4 y 5, muestra una posible realización de las proyecciones anulares 54 y 56. Cada una de ellas comprende tres primeros sectores 54a y 56a que se alternan con el mismo número de segundos sectores 54b y 56b.

El corte transversal de la figura 4 ilustra los tres primeros sectores 54a de la proyección anular 54 que están dispuestos a intervalos de 120º unos con relación a otros, como lo están los respectivos segundos sectores 54b. Además, la figura 5 ilustra los tres primeros sectores 56a de la proyección anular 56 que están dispuestos a intervalos de 120º unos con relación a otros, como lo están los respectivos segundos sectores 56b. La figura 5 también muestra que los sectores 54a y 54b de la proyección anular 54 están descentrados 60º, esto quiere decir, medio intervalo, con relación a los sectores asociados 56a y 56b de la proyección anular 56.

Las figuras 4 y 5 también muestran una forma posible del borde de las proyecciones anulares 54 y 56 mencionadas anteriormente, y de este modo de los sectores respectivos. De acuerdo con una realización posible, tanto el borde exterior de los primeros sectores 54a y 56a como el borde exterior de los segundos sectores 54b y 56b se extienden de acuerdo con arcos circunferenciales de diámetros más pequeños y más grandes, respectivamente, que están conectados en el punto de transición de un sector al otro.

También en cuanto a la pared interior del conducto 38, de acuerdo con una posible realización que está ilustrada, por ejemplo, en las figuras 2 y 3, es posible distinguir una secuencia de regiones o porciones que definen cavidades cilíndricas de diámetro variable, cuya extensión es definible con relación a las porciones descritas anteriormente de la pared exterior. El conducto interior 38 define una primera porción 58 dispuesta en el lugar de la primera porción roscada 40 y la proyección 42 de la pared exterior. También es posible proporcionar una segunda porción 60 que está dispuesta en el lugar de la segunda porción 44 y opcionalmente en el lugar de la tercera porción 52 de la pared exterior, y una tercera porción 62 dispuesta en el lugar de la espita 50.

De acuerdo con una posible realización, la primera porción 58 define una cavidad cilíndrica que tiene un diámetro más grande que el de la cavidad cilíndrica definida por la segunda porción 60 que, a su vez, tiene un diámetro más grande que el de la cavidad cilíndrica definida por la tercera porción 62.

La transición de una porción a la siguiente se efectúa sin conexiones, produciendo, al menos en cuanto a la transición de la primera a la segunda porción, una pared anular 64 dispuesta transversalmente al conducto interior 38.

Como ya se mencionó anteriormente, el miembro 12 de emisión de vapor de agua comprende el elemento 22 de conexión mencionado anteriormente producido en forma de elemento cilíndrico hueco que está abierto en los extremos y que tiene una superficie lateral exterior lisa sustancialmente y una superficie lateral interior roscada.

La extensión radial del elemento de conexión es sustancialmente comparable a la extensión radial de la pared interior 34 de la tuerca redonda 18 de conexión. En particular, el diámetro de la abertura 32 de la tuerca redonda corresponde sustancialmente al diámetro interior del elemento 22 de conexión, y el grosor de la pared interior 34 corresponde al grosor del elemento 22 de conexión. Además, el diámetro exterior del elemento 22 de conexión es ligeramente más pequeño que el diámetro de la primera porción 58 del conducto interior 38 del cuerpo 20.

El elemento 22 de conexión mencionado anteriormente se extiende a lo largo del eje 17 y cada uno de sus extremos define una superficie 66 y 68 de apoyo.

Finalmente, el miembro 12 de emisión de vapor de agua comprende el miembro 24 de sellado que, en una realización posible, está constituido por un cilindro hueco que está abierto en los extremos y que está producido, por ejemplo, a partir de caucho. El miembro 24 de sellado mencionado anteriormente se extiende a lo largo del eje 17 y cada uno de sus extremos define una superficie 70 y 72 de apoyo.

Las dimensiones radiales del miembro 24 de sellado son comparables a las dimensiones radiales del elemento 22 de conexión. Las dimensiones radiales del miembro 24 de sellado son también sustancialmente iguales a las dimensiones radiales de la pared anular 64 que define la sección transversal de paso entre la primera porción 58 y la segunda porción 60 del conducto interior 38 del cuerpo 20.

La tuerca redonda 18 de conexión, el cuerpo 20, el elemento 22 de conexión y el miembro 24 de sellado, descritos separadamente como se ilustra en la figura 3, se describen a continuación con respecto a su mutua interacción en la formación del miembro 12 de emisión de vapor de agua, como se ilustra en la figura 2.

De acuerdo con una realización posible, todos los elementos descritos anteriormente están montados de tal manera que los ejes respectivos de simetría coinciden con el eje 17 mencionado anteriormente, esto quiere decir, con el eje a lo largo del cual se extiende el miembro 12 de emisión de vapor de agua.

El montaje del miembro 12 de emisión se efectúa colocando todos los componentes de la figura 3 en un conducto de suministro de vapor de agua (no mostrado) y apretando la tuerca redonda 18. La tuerca redonda comprime el miembro 24 de sellado, logrando un sellado y un anclaje al conducto. De este modo, el miembro 24 de sellado actúa como un bloque rápido en el conducto de suministro de vapor de agua y, por lo tanto, apretando la tuerca redonda 18, el dispositivo 10 se hace unitario con el conducto de suministro de vapor de agua mientras que, desenroscando la tuerca redonda 18, es fácilmente posible quitar el dispositivo y lavarlo.

En particular, el miembro 24 de sellado está insertado en la primera porción 58 del conducto interior 38 del cuerpo 20 y la superficie 72 de apoyo está posicionada contra la pared anular 64. La superficie 68 de apoyo del elemento 22 de conexión está posicionada sobre la superficie 70 de apoyo del miembro 24 de sellado. La tuerca redonda 18 de conexión, en la que está insertado el conducto de suministro de vapor de agua, está enroscada en el cuerpo 20, entrando en apoyo con la proyección 42. La superficie libre 36 de la pared interior 34 entra en contacto con la superficie 66 de apoyo del elemento 22 de conexión y comprime el miembro 24 de sellado axialmente.

Cuando el miembro 12 de emisión de vapor de agua ha sido montado, como se ilustra, por ejemplo, en la figura 2, el conducto de suministro de vapor de agua atornillado al elemento 22 de conexión, el elemento 24 de sellado y la segunda porción 60 del conducto interior 38 definen un paso para el vapor de agua hacia la espita 50.

Como se mencionó anteriormente, el dispositivo 10 también comprende el cuerpo hueco 14 que, de acuerdo con una realización posible, está constituido por una estructura que es sustancialmente simétrica con respecto a un eje 73. Cuando el dispositivo 10 ha sido montado, el eje 73 coincide con el eje 16 a lo largo del cual se extiende el dispositivo (figura 6).

Como se ilustra, el cuerpo hueco 14 está abierto en los extremos y tiene una sección transversal circular que tiene un radio que es ligeramente variable a lo largo del eje 73. De acuerdo con una realización posible, el cuerpo hueco puede tener una porción cilíndrica, esto quiere decir, una porción que tiene una sección transversal constante, que se prolonga ininterrumpidamente en una porción troncocónica o ligeramente curvada, reduciendo la sección transversal interior.

Un primer extremo del cuerpo hueco 14 tiene una proyección anular 74 que define una superficie libre 76 que es transversal a la extensión longitudinal del cuerpo hueco. Algunos dientes 78 se extienden desde la superficie libre 76 en la dirección longitudinal con relación al cuerpo hueco y hacia el exterior del mismo. Como se ilustra en la figura 6, es posible proporcionar, por ejemplo, cuatro dientes que están distribuidos uniformemente sobre la superficie libre 76 en la dirección circunferencial.

La superficie exterior del cuerpo hueco 14 puede tener una porción áspera 80 en contacto directo con la proyección anular 74, y una porción lisa 82 que se extiende hasta el extremo alejado de la proyección anular 74.

El número 84 indica una hendidura longitudinal formada en la superficie interior del cuerpo hueco 14, que empieza desde la superficie libre 76 y que se extiende sobre una porción de la longitud del cuerpo hueco 14 que ha de cooperar con el anillo 48 de sellado del miembro 12 de emisión de vapor de agua.

El extremo alejado de la superficie libre 76 tiene un diente anular 85 dispuesto en el lugar del borde exterior del cuerpo hueco.

La superficie interior del cuerpo hueco 14 tiene una nervadura anular 86 dispuesta sustancialmente al nivel del inicio de la reducción en diámetro del cuerpo hueco.

Además, de acuerdo con una realización posible, el dispositivo 10 para calentar y emulsionar líquidos comprende ventajosamente un conducto 88, ilustrado, por ejemplo, en la figura 6, que se extiende a lo largo de un eje 90.

El conducto mencionado anteriormente está, por ejemplo, definido por un cuerpo cilíndrico hueco que está abierto en los extremos, uno de los cuales tiene una porción que tiene un diámetro exterior, y de este modo un grosor, mayor que el del resto del conducto. En el lugar del extremo que tiene un grosor mayor, la boca del conducto tiene una porción 92 de acceso. El extremo opuesto del conducto 88 tiene, por ejemplo, forma de "C".

De acuerdo con una realización posible, la superficie exterior del conducto 88 está provista de nervaduras 94, por ejemplo dos nervaduras que están dispuestas a 180º con relación al conducto y que se extienden en una dirección radial desde él. Como se ilustra en la figura 6, las nervaduras 94 pueden tener una primera porción que se extiende desde la porción 92 de acceso hasta una porción intermedia del conducto, y una segunda porción que continúa hasta el extremo con forma de "C". La primera porción tiene dimensiones transversales al eje 90 que son más grandes que las de la segunda porción y, en particular, que son tales como para interferir con una región interior del cuerpo hueco 14. La transición de la primera porción a la segunda porción produce un escalón 95. Además, cada segunda porción tiene un diente 96 en el lugar del extremo con forma de "C".

A continuación se da una descripción del método de montar el dispositivo 10 descrito anteriormente de acuerdo con la presente invención.

El conducto 88 se inserta en el interior del cuerpo hueco 14 desde el extremo que corresponde a la proyección anular 74 y por lo tanto a la región cilíndrica que tiene una sección transversal más grande. El conducto 88 es forzado subsecuentemente dentro del cuerpo hueco 14 en el lugar de la porción en la que este último tiene una sección transversal decreciente hacia el extremo alejado de la proyección 74.

Forzando el conducto 88 dentro del cuerpo hueco 14, se genera interferencia y fricción entre las paredes interiores del cuerpo hueco 14 y las nervaduras 94, y por lo tanto el conducto 88 es temporalmente estable dentro del cuerpo hueco 14, con los dientes 96 de las nervaduras 94 posicionados más allá del diente anular 85 y con el escalón 95 interfiriendo con la nervadura anular 86.

El conducto 88 y el cuerpo hueco 14 son por lo tanto coaxiales y los respectivos ejes coinciden con el eje 16 a lo largo del cual se extiende el dispositivo 10. El extremo con forma de "C" del conducto 88 también se proyecta ligeramente desde el cuerpo hueco 14.

La disposición del conducto 88 en el cuerpo hueco 14 define dos pasos separados que se comunican entre sí y con el exterior del cuerpo hueco 14. Un primer paso esta indicado por la referencia 98 y está constituido por el canal dentro del conducto 88. Un segundo paso está indicado por la referencia 100 y está constituido por la oquedad que se crea entre el cuerpo hueco 14 y el conducto 88.

Los dos pasos se comunican con el exterior en el lugar del extremo del cuerpo hueco 14 que acomoda el extremo con forma de "C" del conducto 88. Además, los dos pasos se comunican entre sí en el lugar de la porción 92 de acceso del conducto 88.

Consecuentemente, el conducto 88 proporciona, dentro del cuerpo hueco 14, medios para definir dos pasos separados que se comunican entre sí y con el exterior del cuerpo hueco.

Subsecuentemente, el miembro 12 de emisión montado como se describió anteriormente se encaja por fricción dentro del cuerpo hueco 14 desde el extremo donde está dispuesta la proyección anular 74. La fricción entre el cuerpo hueco 14 y el miembro 12 de emisión se genera por la presencia del anillo 48 de sellado.

La proyección anular 42 se apoya en los dientes 78 y el anillo 48 de sellado se posiciona en una región intermedia con relación a la longitud de la hendidura 84. El miembro 12 de emisión insertado en el cuerpo hueco 14 es coaxial con él, y el eje 17 a lo largo del cual se extiende el miembro de emisión también coincide sustancialmente con el eje 16 a lo largo del cual se extiende el dispositivo 10.

Como se ilustra en la figura 2, cuando el conducto 88 y el miembro 12 de emisión están insertados en el cuerpo hueco 14, la porción estrechada de la espita 50 se inserta parcialmente en el conducto 88, en el lugar de la porción 92 de acceso, aunque no obstruye la entrada del conducto. Por lo tanto, los dos pasos 98 y 100 permanecen en comunicación entre sí incluso cuando está insertado el miembro 12 de emisión de vapor de agua.

La hendidura 84 y la porción entre el cuerpo hueco 14 y el cuerpo 20 del miembro 12 de emisión de vapor de agua definen un tercer paso 102 que se abre en la región en la cual los pasos primero y segundo se comunican entre sí.

Si las dos proyecciones anulares 54 y 56 están presentes, ellas, y en particular los primeros sectores 54a y 56a, entran en contacto con la superficie interior del cuerpo hueco 14. Consecuentemente, el tercer paso es de naturaleza de enrollamiento y es de sección transversal estrecha en el lugar de los segundos sectores 54b y los segundos sectores 56b.

Siguiendo el procedimiento inverso al descrito anteriormente, es posible desmontar el dispositivo 10 y de este modo hacer que los componentes individuales estén disponibles para limpieza y/o reemplazo.

A continuación se da una descripción del funcionamiento de un dispositivo 10 para calentar y emulsionar líquidos de acuerdo con la presente invención.

El cuerpo hueco 14 se inserta parcialmente en un contenedor (no ilustrado) que contiene el líquido que va a ser emulsionado, por ejemplo leche.

Como resultado de la apertura del chorro de vapor de agua, el vapor de agua abandona la espita 50 en una dirección indicada 104 y se dirige hacia el conducto 88 y por lo tanto hacia el primer paso 98.

El cuerpo hueco 14 constituye un tipo de tubo de Venturi en el que la descarga de vapor de agua desde el miembro 12 de emisión produce un vacío parcial dentro del cuerpo hueco 14 que a su vez causa que el líquido sea arrastrado a través del segundo paso 100 en una dirección indicada 106. Similarmente, el aire es arrastrado a través de la hendidura 84 y el tercer paso 102, en una dirección indicada 108.

El líquido que sube a lo largo del segundo paso y el aire que desciende desde el tercer paso se encuentran en el lugar de la región de comunicación entre el primer y el segundo paso y, debido al vacío parcial, son redirigidos hacia el exterior a través del primer paso. El aire y el líquido entran en contacto íntimo, produciendo de este modo una emulsión que se descarga desde el cuerpo hueco 14 mediante el primer paso, junto con el vapor de agua, en una dirección indicada 110.

El proceso de emulsionar y calentar tiene lugar de este modo como resultado del paso del vapor de agua a través del líquido.

Como se apreciará a partir de la anterior descripción, el dispositivo para calentar y emulsionar líquidos de acuerdo con la presente invención satisface el requisito mencionado anteriormente de simplificar las operaciones implicadas, y también posibilita que un operario no experto obtenga una espuma para producir bebidas, por ejemplo basadas en leche, tales como capuchino, leche con un chorrito de café, etc.

Lo que es más, el dispositivo de acuerdo con la invención permite una fragmentación enormemente forzada de las partículas de aire y la distribución uniforme y profunda del aire en la fase líquida, generando de este modo una espuma que es densa, cremosa y estable a lo largo del tiempo.

El dispositivo en cuestión también tiene una estructura económica y sencilla constituida por medios que definen pasos separados para la leche y la emulsión. Los pasos tienen una sección transversal relativamente grande con el fin de permitir el procesamiento de grandes cantidades de líquido, a la vez que mantienen breve aún así el tiempo invertido en calentar y emulsionar esas cantidades. Se ha descubierto de hecho que la estructura en cuestión permite velocidades incrementadas y caudales incrementados que posibilitan que se procese rápidamente tres o cuatro veces el volumen de las copas normalmente usadas.

Lo anterior se soporta adicionalmente por el hecho de que la provisión de pasos separados limita la turbulencia, permitiendo la aceleración incrementada de la leche a lo largo de un paso sustancialmente recto. Una de las principales ventajas del dispositivo en cuestión es por lo tanto el hecho de que produce un caudal y una velocidad incrementados junto con el hecho de que dirige el flujo a lo largo de trayectorias bien definidas, obteniendo de este modo una fuerza dinámica aumentada de impacto.

En particular, una característica funcional del dispositivo en cuestión es la cantidad reducida de aire arrastrado a través de la hendidura 84, que está adecuadamente provista de dimensiones pequeñas y que está protegida opcionalmente a través de una trayectoria de laberinto y de enrollamiento. La cantidad reducida de aire arrastrada a través, junto con el caudal y la velocidad incrementados conseguidos en el cuerpo hueco, posibilitan que la leche sea nebulizada en burbujas extremadamente pequeñas que, precisamente debido a sus pequeñas dimensiones, no flotan en la superficie sino que se arremolinan en la masa líquida y de este modo pueden ser reabsorbidas por el flujo y se pueden descomponer varias veces más. Esto produce un alto grado de cremosidad en la espuma, que flota en el líquido sólo cuando la operación se ha completado.

La estructura que es especialmente sencilla, que es fácil de desmontar y que está provista de aberturas anchas, permite una limpieza eficiente y rápida, evita la formación de costra y asegura que el dispositivo sea higiénico.

Manteniendo una distancia dada entre la espita 50 y la superficie de la leche en la que el dispositivo es sumergido, es posible impedir que la leche suba a lo largo del miembro 12 de emisión de vapor de agua hasta el grifo que lo corta. Este fenómeno se debe normalmente al vacío parcial casi instantáneo generado por el enfriamiento del conducto que lleva vapor de agua que está saturado o casi a presión atmosférica cuando el dispositivo es sumergido en la leche fría. Si la espita 50 estuviera dispuesta más cerca de la superficie de la leche, el vacío parcial causaría que la leche fría fuera succionada a lo largo del conducto de suministro de vapor de agua, que lograría a su vez la condensación del volumen de vapor de agua ligeramente insaturado o saturado entre la espita 50 y un grifo de corte dispuesto a lo largo del conducto.

Además, la presencia de las proyecciones 54 y 56 define para el aire una trayectoria de enrollamiento con porciones estrechadas, cuya trayectoria, a la vez que garantiza el flujo de la cantidad correcta de aire necesaria para el resultado óptimo de emulsión, impide que el líquido suba hasta la hendidura 84, y de este modo la bloquee y cambie la proporción aire/leche. La provisión de un paso de aire que tiene una estructura de laberinto y de enrollamiento posibilita que las dimensiones de la hendidura 84 se mantengan pequeñas ya que esto impide que la leche suba hasta la hendidura y la bloquee.

Como una alternativa a lo que se ha representado en la figura 3, el miembro 12 puede comprender elementos que tienen diferentes formas y tamaños. La tuerca redonda se podría reemplazar por una conexión roscada directa entre el cuerpo 20 y el conducto de vapor de agua que viene del calentador de agua.

En particular, es posible proporcionar bien un miembro 12 provisto de proyecciones anulares 54 y 56, o bien un miembro 12 en el que la tercera porción 52 esté constituida por una porción cilíndrica libre de proyecciones.

Las dos proyecciones 54 y 56 pueden también estar proporcionadas en un tamaño, forma y número diferentes, con el fin de introducir porciones de enrollamiento a lo largo del tercer paso para el aire. Por ejemplo, es posible proporcionar unos sectores primero y segundo que son diferentes en términos de tamaño, forma y número. Alternativamente, en lugar de las proyecciones y los sectores asociados, es posible proporcionar elementos de espiral, dientes, lóbulos o cualesquiera otros medios adecuados para introducir porciones de enrollamiento a lo largo de la trayectoria seguida por el aire dentro del cuerpo hueco 14, o para introducir una estructura de laberinto que impide el paso de leche pero permite el paso de aire.

El dispositivo 10 está producido, por ejemplo, a partir de material plástico, aunque se pueden estipular otros tipos de material.

El cuerpo hueco 14 puede tener diferentes formas y tamaños, por ejemplo una forma troncocónica o prismática.

La hendidura 84 se puede proporcionar en el miembro 12 en lugar de en el cuerpo hueco 14. También es posible estipular que la entrada de aire esté constituida por un agujero pasante en lugar de por una hendidura.

El conducto 88 también puede tener un tamaño y una forma diferentes, tal como los pueden tener las nervaduras 94 que pueden estar proporcionadas en mayor número.

El miembro 12 de emisión y el conducto 88 pueden estar proporcionados en una pieza, por ejemplo conectando la espita 50 al conducto, pero dejando algunas aberturas para la comunicación entre el primer y el segundo paso. En este caso, las nervaduras 94 pueden no ser necesarias.

Además, es posible proporcionar medios distintos a la fricción entre las nervaduras y el cuerpo hueco con el fin de hacer el conducto 88 unitario con el cuerpo hueco. Por ejemplo, se puede proporcionar una conexión roscada o una conexión a presión de una naturaleza diferente.

Finalmente, el cuerpo hueco podría tener protuberancias (no mostradas) que se extienden longitudinalmente y se proyectan en longitud más allá del extremo con forma de "C" del conducto 88 con el fin de proporcionar una región para soportar en la base del contenedor que contiene el líquido que se va a emulsionar.

Finalmente, a la vez que se mantiene el concepto inventivo que posibilita que se resuelva el problema en el que está basado la presente invención, es posible para el dispositivo en cuestión estar producido de acuerdo con variantes conocidas estructuralmente con el fin de obtener un chorro de vapor de agua y una succión de líquido y aire para la producción de una emulsión.

Con el fin de satisfacer requisitos específicos y contingentes, una persona experta en la técnica podría introducir numerosas modificaciones, adaptaciones y reemplazos de elementos por otros elementos funcionalmente equivalentes en la realización preferida del dispositivo descrito anteriormente sin salir por ello del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (22)

1. Un dispositivo (10) para calentar y emulsionar líquidos, en particular bebidas, que comprende un miembro (12) de emisión de vapor de agua y un cuerpo hueco (14) que puede estar asociado con el miembro (12) de emisión de vapor de agua, siendo succionados el aire y el líquido dentro del interior del cuerpo hueco y siendo expulsado el líquido emulsionado desde el interior del cuerpo hueco;

en el que el cuerpo hueco (14) comprende medios (88) para definir dos pasos separados (98, 100) que se comunican entre sí y con el exterior del cuerpo hueco, consistiendo dichos dos pasos separados en:

- un primer paso (98) hacia el que es dirigido el vapor de agua, creando una región de vacío parcial dentro del cuerpo hueco (14), y

- un segundo paso (100) a través del cual el líquido se succiona desde el exterior del cuerpo hueco (14) y se redirige con el aire hacia el exterior a través del primer paso (98); y

en el que un tercer paso (102) para aire está proporcionado dentro del cuerpo hueco (14);

en el que los pasos primero y segundo (98, 100) son coaxiales entre sí y los medios para definir los pasos primero y segundo (98, 100) comprenden un conducto (88) insertado coaxialmente en el cuerpo hueco (14) y que tiene un extremo que se comunica con el exterior del cuerpo hueco (14);

estando constituido el primer paso (98) por el canal dentro del conducto (88) hacia el que se dirige el vapor de agua que abandona una espita (50) del miembro (12) de emisión de vapor de agua, y

estando constituido el segundo paso (100) por la oquedad que se crea entre el cuerpo hueco (14) y el conducto (88);

por lo que el líquido que sube a lo largo del segundo paso y el aire que desciende desde el tercer paso se encuentran en el lugar de una región para una comunicación entre el primer paso (98), el segundo paso (100) y el tercer paso (102) proporcionada entre el miembro (12) de emisión de vapor de agua y el conducto (88) en un extremo del conducto (88) opuesto al extremo que se comunica con el exterior del cuerpo hueco (14) y, debido al vacío parcial, se redirigen hacia el exterior a través del primer
paso.

2. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el conducto (88) está insertado con interferencia en el cuerpo hueco (14).

3. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el conducto (88) comprende nervaduras longitudinales (94).

4. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que las nervaduras comprenden un escalón (95) que ha de apoyar en una nervadura anular (86) formada en la superficie interior del cuerpo hueco (14).

5. Un dispositivo (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el conducto (88) comprende dientes (96) que se han de posicionar más allá de un diente anular (85) formado en la superficie interior del cuerpo hueco (14).

6. Un dispositivo (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que un extremo del conducto (88) comprende una porción (92) de acceso.

7. Un dispositivo (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que un extremo del conducto (88) tiene forma de "C".

8. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el conducto (88) está conectado al miembro (12) de emisión de vapor de agua y comprende al menos una abertura para la comunicación entre el primer paso (98) y el segundo paso (100).

9. Un dispositivo (10) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que el cuerpo hueco (14) comprende al menos una porción que tiene una sección transversal que decrece en la dirección que se aleja del miembro (12) de emisión de vapor de agua.

10. Un dispositivo (10) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que una superficie libre (76) del cuerpo hueco (14) tiene dientes (78).

11. Un dispositivo (10) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que la superficie interior del cuerpo hueco (14) comprende una hendidura (84) para la entrada de aire, estando colocado el tercer paso (102) en comunicación con esa hendidura.

12. Un dispositivo (10) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que el tercer paso (102) comprende medios (54, 56) para proveerlo de porciones de enrollamiento y/o para variar la sección transversal de paso del mismo.

13. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el miembro (12) de emisión de vapor de agua comprende al menos una proyección anular (54, 56) provista de primeros sectores (54a, 56a) y segundos sectores (54b, 56b), teniendo los primeros sectores una dimensión transversal con relación al miembro (12) que es más grande que la dimensión transversal de los segundos sectores.

14. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el miembro (12) de emisión comprende al menos dos proyecciones anulares (54, 56), estando descentrados los sectores del uno con relación a los sectores del otro.

15. Un dispositivo (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 14 a 18, en el que el tercer paso (102) comprende una trayectoria de laberinto.

16. Un dispositivo (10) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro (12) de emisión de vapor de agua comprende una espita (50) posicionada a lo largo del cuerpo hueco (14) a una altura tal como para estar por encima del nivel del líquido que se va a emulsionar.

17. Una máquina para la preparación de bebidas calientes, que comprende al menos una fuente de vapor de agua, caracterizada porque comprende un dispositivo (10) para calentar y emulsionar líquidos, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 16, que puede estar asociado con la fuente de vapor de agua.

18. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el conducto (88) está insertado coaxialmente en el cuerpo hueco (14) aguas abajo del miembro (12) de emisión de vapor de agua a lo largo de la dirección (104) del vapor de agua.

19. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el conducto (88) está insertado coaxialmente en el cuerpo hueco (14) y un extremo del conducto (88) se proyecta ligeramente desde el cuerpo hueco (14).

20. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el extremo del conducto (88) que se proyecta ligeramente desde el cuerpo hueco (14) es un extremo con forma de "C".

21. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los tres pasos (98, 100, 102) se comunican entre sí en el lugar de una porción (92) de acceso del conducto (88).

22. Un dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los pasos separados primero y segundo (98, 100) son sustancialmente rectos.