ES2938484T3 - Dispositivo para preparar bebidas calientes - Google Patents

Abstract

Dicha máquina también comprende un dispositivo de control que tiene una función de detección de incrustaciones para analizar un nivel de incrustaciones del calentador de agua instantáneo por medio de valores medidos del medidor de flujo. Dicho dispositivo de control está diseñado de tal manera que durante el análisis del nivel de incrustación cambia la válvula de drenaje a una posición conmutada en la que el flujo de fluido se conduce desde el calentador de agua instantáneo directamente a la línea de aguas residuales o al contenedor de recolección de aguas residuales. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para preparar bebidas calientes

La presente invención se refiere a un dispositivo para preparar bebidas calientes como bebidas de té o café, con una salida de bebida para dispensar una bebida caliente preparada, con un calentador de agua instantáneo para calentar agua durante la preparación de la bebida caliente, con un caudalímetro para determinar el volumen de agua que fluye a través del calentador de agua instantáneo, y con una válvula de drenaje dispuesta aguas abajo del calentador de agua instantáneo en la dirección del flujo y configurada como una válvula de control direccional controlable, a través de la cual se puede conducir el agua que fluye a través del calentador de agua instantáneo a una línea de agua residual o a un recipiente colector de agua residual en lugar de hacia la salida de bebida.

En el estado actual de la técnica se conocen máquinas expendedoras de café completamente automáticas que preparan dosis de bebidas de café recién preparadas con sólo pulsar un botón. Normalmente, el agua caliente necesaria para ello se mantiene en una caldera de agua caliente, de modo que no se requiere mucho tiempo de calentamiento. Individualmente, también se han propuesto máquinas expendedoras de café completamente automáticas en las que se calienta agua con un calentador de agua instantáneo en el momento de dispensar la bebida.

También se sabe que el calentador de agua de las máquinas expendedoras de café completamente automáticas tiene que descalcificarse de vez en cuando. A este respecto se conocen soluciones, por ejemplo, como las descritas en los documentos WO 2013/023963 A1 o EP 2705784 A1, en los que se utiliza o se conecta al dispositivo un cartucho con un agente descalcificador hidrosoluble para realizar un proceso de descalcificación. En el documento CH 709738, un dispositivo de aplicación de agente descalcificador con una solución descalcificadora contenida en un recipiente de volumen variable se conecta a la máquina de café.

Los documentos DE 102006 042902 A1, EP 2080461 A1 y EP 2423 619 A2 muestran dispositivos en los que se determina el grado de calcificación de un calentador. El documento DE 102010 012788 A1 muestra una máquina de bebidas en la que una válvula controlable está dispuesta aguas abajo de un calentador de agua instantáneo.

La presente invención se ha propuesto la tarea de especificar un dispositivo para preparar bebidas calientes con el que se puedan preparar bebidas calientes de manera rápida y fiable, que necesite poco mantenimiento y no requiera reparaciones y que sea fácil y fiable de manejar para un usuario o personal de servicio. En este contexto, las bebidas calientes pueden ser café o té recién hecho, así como bebidas instantáneas tales como consomé, tés instantáneos, café instantáneo, bebidas instantáneas de chocolate o similares.

Por lo tanto, la presente invención utiliza un calentador de agua instantáneo ligero y compacto para preparar agua caliente, a diferencia de las máquinas expendedoras de café completamente automáticas existentes con una caldera. Por ejemplo, en el documento WO 2013/189869 A1, al que se hace referencia aquí en su totalidad para evitar repeticiones innecesarias, se especifica un calentador de agua instantáneo correspondiente que se puede usar en el marco de la presente invención.

Sin embargo, la invención se basa en el conocimiento de que en un calentador de agua instantáneo adecuado en el marco de la presente invención es susceptible de calcificación debido a las altas temperaturas requeridas para el calentamiento rápido del agua y las rutas de flujo estrechas pero largas en el calentador de agua instantáneo. Por lo tanto, en el marco de la presente invención está previsto un dispositivo de control que tiene una función de detección de calcificación para determinar el estado de calcificación del calentador de agua instantáneo usando valores de medición del caudalímetro. Está configurado de tal manera que, durante una determinación del estado de calcificación, cambia la válvula de drenaje a su posición de conmutación en la que el flujo de fluido se conduce desde el calentador de agua instantáneo directamente a la línea de agua residual o al recipiente colector de agua residual. Por lo tanto, el estado de calcificación solo se determina cuando la válvula de drenaje está abierta.

El caudal que se puede medir con el caudalímetro depende, por un lado, de la diferencia de presión entre la entrada y la salida del calentador de agua instantáneo y, por otro lado, de la sección transversal de la línea y, por lo tanto, del estado de calcificación. Por consiguiente, si se conoce la presión de entrada, por ejemplo, la presión de línea ajustable mediante un limitador de presión, una presión de admisión de bomba conocida cuando se usa una bomba de agua o una presión medida con un manómetro, se puede determinar el estado de calcificación. La válvula de drenaje abierta garantiza que la medición solo tenga en cuenta la pérdida de presión en el calentador de agua instantáneo y no en los componentes situados aguas abajo, como una cámara de infusión o una cámara de mezcla.

En función del estado de calcificación detectado se puede generar a tiempo un mensaje de que se requiere un proceso de descalcificación que ha de ser llevado a cabo cuando sea posible. De este modo se evita que el calentador de agua instantáneo se obstruya, ya que una vez que el calentador de agua instantáneo está completamente obstruido, ya no se puede descalcificar y debe reemplazarse o desmontarse.

La válvula de drenaje se usa convenientemente para dirigir el flujo de líquido procedente del calentador de agua instantáneo hacia la línea de agua residual o el recipiente colector de agua residual durante una fase de calentamiento del calentador de agua instantáneo, de modo que solo después del proceso de calentamiento se dirige agua suficientemente caliente hacia la salida de bebida, sin embargo el agua que todavía no está suficientemente caliente durante el proceso de calentamiento llega al desagüe. En este caso, el controlador puede estar configurado de forma que la determinación del estado de calcificación se realiza durante la fase de calentamiento. De esta forma, la determinación del estado de calcificación se realiza automáticamente durante el funcionamiento normal y, por lo tanto, no requiere ninguna interrupción del servicio ni operaciones de mantenimiento por separado.

En este contexto, la fase de calentamiento se realiza preferentemente cada vez que se dispensa una bebida caliente. Por lo tanto, el calentador de agua instantáneo se apaga después de cada dispensación de bebida y puede enfriarse. Esto reduce la calcificación del calentador de agua instantáneo. El calentamiento tiene lugar con suficiente rapidez, de modo que no representa ningún perjuicio para el funcionamiento. Por supuesto, la determinación del estado de calcificación también se puede realizar en cada dispensación de bebida individual. Sin embargo, también puede ser suficiente, por ejemplo, realizar una medición del estado de calcificación solo cada décima bebida caliente.

De la misma manera, la válvula de drenaje también puede servir para dirigir el flujo de fluido procedente del calentador de agua instantáneo hacia la línea de agua residual o el recipiente colector de agua residual en una fase de enfriamiento del calentador de agua instantáneo. De esta manera, el calentador de agua instantáneo se puede enfriar con agua después de una dispensación de producto, para reducir así la calcificación por el agua caliente que queda en el calentador de agua instantáneo. Aquí también es conveniente pasar por la fase de enfriamiento en cada dispensación de producto. Por lo tanto, dado que la válvula de drenaje está abierta durante la fase de enfriamiento, el estado de calcificación se puede determinar en la fase de enfriamiento como alternativa a (o además de) la fase de calentamiento.

Evidentemente, no hace falta decir que no es necesario desconectar el calentador de agua instantáneo después cada dispensación de bebida individual. Si ya se han preseleccionado varias bebidas para su dispensación, también puede ser conveniente desconectar el calentador de agua instantáneo solo después de la dispensación de la última bebida.

Para determinar la presión del agua en la entrada del calentador de agua instantáneo, es conveniente disponer un manómetro en el lado de entrada del calentador de agua instantáneo. De esta forma, la presión de entrada se puede determinar de forma fiable y se mejora la detección del estado de calcificación.

En un desarrollo adicional de la invención, el calentador de agua instantáneo tiene un canal de flujo en espiral con una entrada y una salida para que fluya un líquido que ha de ser calentado. En este contexto resulta ventajoso configurar el canal de flujo de tal manera que la sección transversal del canal se ensanche al menos en un área final en la dirección de la salida. Esto tiene en cuenta que el canal de flujo del calentador de agua instantáneo es el más afectado por la calcificación hacia su extremo, ya que es allí donde se alcanzan las temperaturas más altas del agua.

Los experimentos han demostrado que, con un diámetro de canal uniforme, el estado en el que la calcificación se detecta por una disminución en el caudal, pero el canal de flujo sigue siendo permeable, y el estado en el que el canal de flujo está completamente obstruido pueden sucederse muy rápidamente. En otras palabras, solo hay un período de tiempo muy corto para reaccionar e iniciar una descalcificación. Una vez que el calentador de agua instantáneo está obstruido, ya no es posible disolver la cal con un agente descalcificador y volver a liberar el calentador de agua instantáneo. Con una sección transversal del canal tal como se propone aquí, que se ensancha en la dirección de la salida, la disminución del caudal y, por lo tanto, la obstrucción del canal de flujo tiene lugar mucho más lentamente que en caso de una sección transversal constante del canal. Por lo tanto, hay más tiempo para llevar a cabo la descalcificación, por ejemplo, después del cierre de un restaurante o una tienda, por lo que se mejora la seguridad de servicio en general.

El uso de un canal de flujo que se ensancha en sección transversal en un calentador de agua instantáneo para generar agua caliente con el fin de preparar una bebida es básicamente independiente de una detección del estado de calcificación en el calentador de agua instantáneo y, por lo tanto, también puede usarse sin una función de detección automática como se ha explicado anteriormente. Una máquina expendedora de bebidas calientes con un calentador de agua instantáneo de este tipo, cuya sección transversal del canal se ensancha al menos en un área final en dirección a la salida, representa por lo tanto un aspecto inventivo independiente.

El dispositivo para preparar bebidas calientes puede ser preferiblemente una máquina expendedora de bebidas completamente automática que, después de la selección de una bebida, prepara de forma completamente automáticamente la bebida caliente correspondientemente seleccionada y la dispensa en un recipiente para beber proporcionado. En particular, en el caso de una máquina expendedora de bebidas completamente automática, es conveniente que esté previsto un sistema de descalcificación para descalcificar automáticamente el calentador de agua instantáneo. De esta forma, en cuanto sea necesario, el calentador de agua instantáneo se puede descalcificar en cualquier momento y sin grandes esfuerzos. Por regla general, esto se hace al principio o después del final de un servicio por parte del operador con una simple pulsación de un botón. El dispositivo de preparación de bebidas lleva a cabo entonces los pasos necesarios para descalcificar el calentador de agua instantáneo sin necesidad de otros pasos operativos tales como la inserción de un cartucho descalcificador o similares.

En una forma de realización preferida, el sistema descalcificador comprende un recipiente de mezcla para mezclar una solución de agente descalcificador, un espacio de alojamiento para un depósito de concentrado descalcificador líquido y una bomba dosificadora para el suministro dosificado de concentrado descalcificador desde el depósito al recipiente de mezcla. Si es necesario, es decir, cuando se debe llevar a cabo un proceso de descalcificación, la solución de agente descalcificador se mezcla en el recipiente de mezcla a partir del concentrado descalcificador líquido, que es transportado automáticamente por el dispositivo de preparación de bebidas a través de la bomba dosificadora desde el depósito hasta el recipiente de mezcla, y agua.

El uso de un concentrado descalcificador líquido tiene la ventaja de que se puede almacenar una cantidad de concentrado para un gran número de procesos de descalcificación en el dispositivo de preparación de bebidas, por lo que el depósito solo ha de ser reemplazado o rellenado a intervalos más largos, incluso con procesos de descalcificación frecuentes. Esto reduce significativamente el esfuerzo de mantenimiento necesario y permite al operador realizar la descalcificación regularmente sin ningún conocimiento técnico. Además, un concentrado descalcificador líquido se puede dosificar de manera fácil y fiable con una bomba dosificadora, de modo que la solución descalcificadora se puede mezclar de forma automática y siempre en la dosis correcta deseada.

El dispositivo de preparación de bebidas comprende convenientemente una bomba de agua, que toma agua de una línea de suministro de agua potable, por ejemplo una conexión de agua o un depósito de agua utilizado en la máquina expendedora de bebidas completamente automática, y la transporta al calentador de agua instantáneo. La bomba de agua asegura una presión uniforme y suficientemente alta, que es particularmente necesaria para la preparación de café expreso con el fin de obtener una capa de espuma agradable y estable.

El caudalímetro utilizado en el dispositivo está previsto aquí, entre otras cosas, para determinar el volumen de agua transportado por medio de la bomba de agua. En el marco de la presente invención, un caudalímetro de este tipo para la determinación del volumen ofrece ventajas en varios aspectos: por un lado, a través del caudalímetro se puede medir un volumen de agua dulce que se introduce en el recipiente de mezcla a través de la bomba de agua para mezclar la solución de agente descalcificador. Por otro lado, como ya se ha explicado, el caudalímetro se puede utilizar para determinar un caudal, es decir, el volumen por unidad de tiempo, que fluye a través del calentador de agua instantáneo y, a partir de ello, se puede determinar el estado de calcificación del calentador de agua instantáneo. Finalmente, el caudalímetro naturalmente también sirve para medir las porciones de agua dulce al preparar diferentes bebidas calientes.

Por lo tanto, de acuerdo con una forma de realización de la invención está previsto que la bomba de agua pueda conectarse por el lado de aspiración, de forma conmutable a través de una primera válvula de control direccional, al recipiente de mezcla, en el que se aloja o se mezcla la solución de agente descalcificador. Por consiguiente, en la posición de válvula conmutada de la primera válvula de control direccional, la solución de agente descalcificador puede transportarse desde el recipiente de mezcla al calentador de agua instantáneo a través de la bomba de agua.

De acuerdo con otra forma de realización, está previsto que la bomba de agua se pueda conectar por el lado de presión, de forma conmutable a través de una segunda válvula de control direccional, a una línea de suministro de agua del recipiente de mezcla. Por lo tanto, para mezclar una solución de agente descalcificador en el recipiente de mezcla se puede transportar agua desde la bomba de agua al recipiente de mezcla en la posición de válvula conmutada de la segunda válvula de control direccional.

La válvula de drenaje prevista en el marco de la presente invención se lleva preferiblemente a una posición de conmutación como parte de un proceso de descalcificación automático en el que la solución de agente descalcificador, después de fluir a través del calentador de agua instantáneo, no se conduce hacia la salida de bebida por ejemplo a un dispositivo de infusión, sino que llega directamente a una línea de agua residual o a un recipiente colector de agua residual correspondiente. Dado que la solución de agente descalcificador no sale por la salida de bebidas normal, se evita una operación incorrecta accidental que pudiera dar lugar, por ejemplo, a una dispensación de la solución de agente descalcificador en un recipiente de bebidas de un cliente.

Para la ejecución completamente automática de procesos de descalcificación, en el marco de la presente invención resulta conveniente y ventajoso un dispositivo de control programable que esté configurado o programado para controlar la bomba dosificadora para llevar a cabo un proceso de descalcificación automático con el fin de transportar una cantidad predeterminada de concentrado descalcificador desde el depósito al recipiente de mezcla; que además esté programado para conmutar la segunda válvula de control direccional con el fin de conectar la bomba de agua a la línea de suministro de agua del recipiente de mezcla y para controlar la bomba de agua con el fin de suministrar una cantidad previamente determinable de agua al recipiente de mezcla; y que además esté programado para conmutar la primera válvula de control direccional con el fin de conectar la bomba de agua por el lado de aspiración a la línea de toma del recipiente de mezcla y transportar la solución de agente descalcificador desde el recipiente de mezcla al calentador de agua instantáneo.

En el marco de la presente invención también está previsto un procedimiento para determinar un estado de calcificación en un dispositivo para preparar bebidas calientes con un calentador de agua instantáneo para calentar agua para preparar una bebida caliente. En el procedimiento, el caudal de agua que fluye a través del calentador de agua instantáneo se mide por medio de un caudalímetro y el estado de calcificación se determina sobre la base del caudal. En este contexto, de acuerdo con la invención está previsto que, durante la determinación del estado de calcificación, una válvula de drenaje dispuesta aguas abajo del calentador de agua instantáneo en la dirección del flujo se lleve a una posición de conmutación en la que el agua que fluye a través del calentador (10, 20) de agua instantáneo se conduce directamente a una línea de agua residual o a un recipiente colector de agua residual en lugar de hacia una salida de bebida del dispositivo.

Otras ventajas y propiedades de la presente invención se desprenden de la siguiente descripción de un ejemplo de realización con referencia a las figuras. En este contexto

la Figura 1 muestra un diagrama de flujo de agua de una máquina expendedora de bebidas completamente automática con dos calentadores de agua instantáneos y un sistema de descalcificación integrado para la descalcificación automática de los calentadores de agua instantáneos; y

la Figura 2 muestra en un diagrama la evolución de la temperatura del agua en la salida del calentador de agua instantáneo a lo largo del tiempo y los estados de conmutación de la válvula de drenaje.

La Figura 1 muestra en un, así llamado, diagrama de flujo de agua la estructura de un dispositivo para preparar bebidas calientes, como el que se utiliza por ejemplo en una máquina expendedora de café completamente automática. Para generar agua caliente, con la que se preparan bebidas calientes, se utiliza un calentador 10 de agua instantáneo. Aguas abajo en la dirección del flujo de agua se encuentran una bomba 11 de agua y un caudalímetro 12, que están conectados al calentador 10 de agua instantánea a través de una línea 13. En la salida de agua caliente del calentador 10 de agua instantáneo están conectadas varias válvulas 15a, 15b, 15c y 16 de control direccional a través de una línea 14. Opcionalmente, en la entrada del calentador 10 de agua instantáneo también puede estar dispuesto un manómetro 17 y en la salida del calentador 10 de agua instantáneo puede estar dispuesto un sensor 18 de temperatura.

Además del calentador 10 de agua instantáneo previsto para la preparación de agua caliente, el dispositivo tiene un segundo calentador 20 de agua instantáneo, que sirve para generar vapor que también se puede usar para preparar bebidas calientes, por ejemplo, para recalentar o para espumar leche u otras bebidas. El segundo calentador 20 de agua instantáneo, que se usa aquí para generar vapor, también se entiende en el sentido más amplio como calentador de agua en el sentido de la presente invención.

Aguas arriba del segundo calentador 20 de agua instantáneo también se encuentran una bomba 21 de agua y un caudalímetro 22, que están conectados a la entrada del calentador 20 de agua instantáneo a través de una línea 23. Varias válvulas 25a, 25b, 26 de control direccional están conectadas a través de una línea 24 a la salida de agua caliente o vapor del calentador 20 de agua instantáneo. Opcionalmente, también pueden estar dispuestos un manómetro 17 en la entrada del calentador 20 de agua instantáneo y un sensor de temperatura 28 en la salida del calentador 20 de agua instantáneo.

En el ejemplo de realización, los dos caudalímetros 12, 22 están dispuestos respectivamente delante de las bombas 11,21 correspondientes. Sin embargo, sería igualmente posible disponer los caudalímetros 12, 22 aguas abajo de las bombas 11, 21 de agua correspondientes en la dirección del flujo. En el lado de aspiración, las dos bombas 11, 21 de agua están conectadas, a través de una línea 30 de suministro de agua potable y una válvula 31 de conmutación opcional, a una conexión 32 de agua potable de la red pública o a un depósito 33 de agua previsto sobre o en el aparato. En el caso de una conexión a una red pública 32, en la línea de suministro están previstos una válvula 34 de cierre, una válvula 35 de retención y un reductor 36 de presión.

La bomba 11 de agua transporta agua potable desde la línea 30 de suministro de agua potable conectada a través de la línea 13 hasta el calentador 10 de agua instantáneo, desde donde se puede transportar agua caliente a un grupo 50 de infusión a través de la válvula 15b de control direccional. El grupo 50 de infusión comprende, de manera conocida en sí, una calefacción 51 con la que se puede llevar a ebullición el agua caliente suministrada o se puede precalentar el grupo de infusión, y una cámara 52 de infusión en la que se introducen porciones de café 53 en polvo recién molido. Por ejemplo, en el documento EP 2561778 A1, al que se hace referencia aquí en su totalidad para evitar repeticiones innecesarias, se describe un grupo de infusión que se puede utilizar en el marco de la presente invención.

El grupo 50 de infusión está configurado de tal modo que se puede abrir para introducir una cantidad en porciones de café en polvo recién molido en porciones en un molinillo de la máquina expendedora de café completamente automática. Además, cuando el grupo de infusión está abierto, los posos de café restantes se pueden expulsar a un contenedor de posos después del proceso de infusión. El grupo de infusión también tiene un émbolo móvil (no mostrado), que comprime el café en polvo introducido contra un tamiz de infusión situado en la cámara de infusión. Después de que se haya retirado el émbolo, el agua de infusión del calentador 10 de flujo continuo que está bajo la presión de la bomba 11 puede atravesar el café en polvo comprimido de esta manera. El café preparado terminado es conducido desde el grupo 50 de infusión a través de una línea de salida a una salida 55 para bebidas de café. A través de la válvula 15a de control direccional se puede conducir agua caliente directamente a la salida 55, por ejemplo para fines de limpieza o para preparar bebidas instantáneas. Además, el agua caliente también se puede conducir a través de la válvula 15c de control direccional a una salida 56 de agua caliente separada, que se usa, por ejemplo, para preparar té.

El vapor generado por el segundo calentador 20 de agua instantáneo se puede conducir a través de la válvula 25a de control direccional a una, así llamada, varilla de vapor 57, por ejemplo para espumar leche, o el vapor también se puede conducir a través de la válvula 25b de control direccional a la salida 55, por ejemplo para calentar o espumar leche conducida a través de una línea separada (no mostrada).

Las válvulas 16 y 26 de drenaje configuradas como válvulas de control direccional sirven para conectar la salida de agua caliente del calentador 10 de agua instantáneo o del calentador 20 de agua instantáneo a un, así llamado, drenaje, es decir, una línea de agua residual o un recipiente colector de agua residual para agua residual. Esto es necesario, entre otras cosas, para descalcificar el calentador 10, 20 de agua instantáneo asociado con el fin de derivar la solución de descalcificación conducida a través de los calentadores de agua instantáneos 10, 20.

Además, las dos válvulas 16, 26 de drenaje también sirven para dirigir el flujo de agua hacia la línea de agua residual o el recipiente colector de agua residual durante una fase de calentamiento del calentador de agua instantáneo asociado. Esto garantiza que el agua caliente o el vapor de agua solo se dirija hacia la salida asociada después de que se haya alcanzado una temperatura mínima previamente determinable. Por el contrario, el agua que todavía no está suficientemente caliente durante el proceso de calentamiento se descarga en el agua residual, es decir, no puede llegar a una de las salidas 55, 56, 57.

En la Figura 2 se muestra el perfil de temperatura y el estado de conmutación de la válvula 16 de drenaje. La válvula 16 de drenaje está configurada aquí como una electroválvula que está abierta sin corriente. La curva de temperatura medida por el sensor 18 de temperatura en la salida del calentador 10 de agua instantáneo se indica con TP y la corriente de la bobina para la válvula 16 de drenaje se indica con DV. Las curvas se muestran idealizadas. De hecho, el perfil de temperatura puede estar sujeto a ligeras fluctuaciones según la regulación de temperatura.

Al comienzo de una dispensación de producto, la bomba 11 de agua se conecta y bombea agua desde la línea 30 de suministro hacia el calentador 10 de agua instantáneo. Dado que la válvula 16 de drenaje está sin corriente, es decir, abierta, el agua procedente del calentador 10 de agua instantáneo fluye a través de la línea 14 al desagüe. En este proceso, las válvulas 15a, 15b y 15c están cerradas. La temperatura TP del agua en la salida del calentador instantáneo corresponde a la temperatura de alimentación, en este caso en torno a los 24 °C.

En un momento t1 se conecta la calefacción del calentador 10 de agua instantáneo. La temperatura TP aumenta ahora hasta una temperatura de consigna establecida. Ésta es de 80 °C para la primera dispensación de producto. La temperatura de consigna se alcanza en el momento t2. A continuación se cierra la válvula 16 de drenaje (corriente de bobina conectada) y se abre la válvula 15b, de manera que el agua ahora suficientemente caliente ya no se dirige al desagüe sino a la cámara 50 de infusión. Comienza la preparación de una bebida de café, que sale por la salida 50. La temperatura TP del agua se mantiene constante regulando la capacidad de calentamiento del calentador 10 de agua instantáneo en el marco de la precisión de regulación. Como ya se ha mencionado, el perfil de temperatura se muestra de manera idealizada en la Figura 2 y, por supuesto, puede variar dentro del rango de precisión de regulación.

La preparación de la bebida de café está completa en un momento t3. La válvula 15b se cierra y la válvula 16 de drenaje se abre. Al mismo tiempo, la calefacción del calentador 10 de agua instantáneo se desconecta. Dado que la bomba 11 sigue transportando agua, la temperatura del agua en la salida del calentador 10 de agua instantáneo desciende ahora lentamente con la calefacción apagada, ya que ésta se enfría. En un momento t4, la bomba 11 de agua se desconecta, ya no fluye más agua, la temperatura del agua residual que queda en la línea permanece aproximadamente constante o solo disminuye lentamente.

Una segunda dispensación de producto comienza en el momento t5 con la conexión de la bomba 11 de agua y de la calefacción del calentador 10 de agua instantáneo. La válvula 16 de drenaje todavía está abierta, de modo que el agua del calentador 10 de agua instantáneo se sigue evacuando al drenaje. La temperatura TP del agua aumenta nuevamente, ya que la calefacción calienta el calentador de agua instantáneo. La temperatura objetivo para la segunda dispensación de producto es ahora de 92 °C. Cuando se alcanza la temperatura objetivo en el momento t6, la válvula 16 de drenaje se cierra y la válvula 15b se abre a la cámara 50 de infusión. Una vez finalizada la dispensación de producto, en el momento t7 se cierra de nuevo la válvula 15b y se abre la válvula 16 de drenaje. Además se desconecta la calefacción del calentador 10 de agua instantáneo. El agua, que ahora se está enfriando de nuevo, se conduce al desagüe hasta que la bomba 11 de agua se desconecta en el momento t8. El calentador de agua instantáneo se enfría ahora con el agua que fluye a través del mismo para reducir la calcificación.

Es esencial que durante los periodos t1-t2 y t5-t6, es decir, durante el calentamiento, así como durante los periodos t3-t4 y t7-t8, es decir, durante el enfriamiento, la válvula de drenaje esté abierta y, por lo tanto, que en estas fases se pueda llevar a cabo una determinación del caudal a través del calentador de agua instantáneo. Si este caudal así medido disminuye significativamente con el tiempo y cae por debajo de un caudal mínimo, a partir de ello se puede concluir que la ruta de flujo a través del calentador 10 de agua instantáneo se ha estrechado por calcificación y que, por lo tanto, debería llevarse a cabo un proceso de descalcificación. En el ejemplo de realización, éste se inicia manualmente y luego se lleva a cabo automáticamente.

Para ello está previsto un sistema 40 de descalcificación integrado, que se explica a continuación. El sistema 40 de descalcificación comprende un recipiente 41 de mezcla, un depósito 42 para concentrado descalcificador líquido y una bomba dosificadora 43. La línea 30 de suministro de agua potable común situada en el lado de aspiración de las bombas 11, 21 de agua se puede conectar a través de una válvula 44 de conmutación a una línea 49 de aspiración que se extiende hasta el fondo del recipiente 41 de mezcla para, con fines de una descalcificación, aspirar una solución de agente descalcificador del depósito 41 de mezcla y transportarla a los calentadores 10, 20 de agua instantáneos. Previamente, la solución descalcificadora se mezcla en el recipiente 41 de mezcla, siendo transportada una cantidad dosificable del concentrado descalcificador a través de la línea 48 de suministro al recipiente de mezcla por medio de la bomba dosificadora 43.

A través de una válvula 45 de control direccional, que está conectada a la línea 13 de suministro conectada a la bomba 11 en el lado de presión, se puede introducir agua dulce en el recipiente de mezcla a través de la línea 47 de suministro por medio de la bomba 11 de agua. Con el caudalímetro 12 se puede determinar la cantidad de agua dulce que se llena, de modo que la válvula 45 se puede cerrar después de que se haya llenado el recipiente 41 de mezcla con una cantidad predeterminada de agua.

Después de mezclar la solución de agente descalcificador en el recipiente 41 de mezcla, la línea 30 de suministro se puede conectar a la línea 49 de aspiración a través de la válvula 44. A continuación se abre la válvula 16 de drenaje y la bomba 11 de agua transporta la solución de agente descalcificador desde el recipiente 41 de mezcla a través del calentador 10 de agua instantáneo. A continuación, la válvula 44 de conmutación se conmuta de vuelta a la posición de servicio, en la que la línea 30 de alimentación está conectada a la conexión 32 de agua potable de la red o al depósito 33 de agua y la bomba 11 de agua vuelve a pasar agua dulce a través del calentador continuo 10. Una válvula 46 de retención impide que la solución de agente descalcificador que en caso dado todavía se encuentra en la línea 30 de suministro pueda fluir de vuelta al depósito 33 de agua dulce. Del mismo modo, el calentador 20 de agua instantáneo también se puede descalcificar y limpiar usando la bomba 21 de agua para transportar solución de agente descalcificador desde el recipiente 41 de mezcla a través del calentador 20 de agua instantáneo y a través de la válvula 26 de drenaje hasta el desagüe.

Incluso si el calentador 20 de agua instantáneo se usa en el presente ejemplo de realización para generar vapor, también se entiende en el sentido de la presente invención como un generador de agua caliente en el sentido más amplio. Es evidente que la válvula 45 de control direccional del sistema 40 de descalcificación también puede estar conectada a la bomba 21 de agua a través de la línea 23 en lugar de a la bomba 11 de agua a través de la línea 13. Los calentadores 10, 20 de agua instantáneos usados en el presente ejemplo de realización son calentadores de agua instantáneos compactos en forma de, así llamados, cartuchos de calefacción. Estos tienen un cuerpo interior cilíndrico de pared delgada provisto de cables de calefacción eléctrica, cuya superficie lateral está provista de una ranura helicoidal en el exterior, que está delimitada hacia afuera por una camisa cilíndrica exterior y, por lo tanto, forma una ruta de flujo para el agua de grifo que ha de ser calentada. Por ejemplo, en el documento WO 2013/189869 A1, al que se hace referencia aquí en su totalidad para evitar repeticiones innecesarias, se describe un cartucho de calefacción de este tipo. La sección transversal de la ranura se ensancha hacia el extremo, es decir, en dirección a la salida del calentador de agua instantáneo. Gracias a ello, la calcificación que es más fuerte hacia el extremo no puede obstruir por completo el calentador de agua instantáneo prematuramente, es decir, antes de una posible detección y eliminación de la calcificación y, por lo tanto, inutilizar el mismo.

La máquina expendedora de café completamente automática descrita en el ejemplo de realización también tiene un controlador 60 programable y una interfaz 61 de usuario conectada al controlador 60, por ejemplo en forma de una pantalla sensible al tacto o alguna otra unidad de visualización y entrada. A través del controlador 60 se controlan las funciones de las bombas 11, 21 de agua, todas las válvulas de control direccional, la activación de los calentadores 10, 20 de agua instantáneos, y el sistema 40 de descalcificación y su bomba dosificadora 43. El controlador también lee los valores de medición de los caudalímetros 12, 22. La preparación de bebidas de café u otras bebidas calientes se puede controlar por medio del controlador 60 durante el funcionamiento normal, y los calentadores 10, 20 de agua instantáneos se pueden descalcificar por medio del sistema 40 de descalcificación. El controlador 60 puede determinar por medio de los dos caudalímetros 12, 22 cuánto tiempo tarda una cantidad previamente determinable de agua en fluir a través del calentador 10 o 20 de agua instantáneo asociado. A partir de ello se puede estimar el estado de descalcificación de los calentadores 10, 20 de agua instantáneos, de modo que el controlador pueda generar un mensaje a través de la interfaz 61 gráfica de usuario de que sería necesario un proceso de descalcificación automático. Entonces, un usuario puede disparar o activar el proceso de descalcificación automático a través de medios de entrada apropiados en la interfaz 61 de usuario.

Para detectar una calcificación, en el controlador 60 se implementa una función de detección, por ejemplo en forma de una rutina de software adecuada, un módulo de programa, un servicio o similares, que, antes de realizar una detección, verifica si la válvula 16 o 26 de drenaje está abierta y la bomba 11 o 21 de agua está activada, indica esto en caso necesario, y a continuación, usando el caudalímetro 12 o 22, determina un caudal a través del calentador 10, 20 de agua instantáneo correspondiente. Además del caudal, la presión en la entrada del calentador 10 o 20 de agua instantáneo también se puede determinar a través del manómetro 17 o 27 correspondiente y el valor del caudal medido se puede corregir utilizando el valor de presión medido. Si este caudal, que puede haberse normalizado a una presión de entrada uniforme, ha caído por debajo de un caudal mínimo a lo largo del tiempo, es decir, durante un gran número de ciclos de calentamiento y enfriamiento, se genera un mensaje de que se debe realizar un proceso de descalcificación.

Para llevar a cabo el proceso de descalcificación, como ya se ha descrito, primero se transporta una cantidad dosificada de concentrado descalcificador desde el depósito 42 al recipiente 41 de mezcla y luego el recipiente 41 de mezcla se llena con agua dulce a través de la válvula 45 de control direccional. La solución 41 de agente descalcificador se conduce después a través del calentador 10 o 20 de agua instantáneo correspondiente para descalcificarlo. A continuación se enjuaga con agua dulce. La máquina expendedora de café completamente automática vuelve a estar lista para funcionar.

Como concentrado descalcificador se puede utilizar, por ejemplo, ácido cítrico, ácido málico o ácido tartárico en forma de una solución concentrada. El concentrado descalcificador puede envasarse en un recipiente desechable o rellenarse en un depósito rellenable según sea necesario. En este contexto, el depósito puede estar instalado de forma permanente en la máquina expendedora de bebidas completamente automática, pero preferiblemente se puede quitar para llenarlo o reemplazarlo. En el caso de un recipiente desechable, éste se puede abrir o conectar a la bomba dosificadora, por ejemplo pinchándolo con una lanza de extracción o un pincho.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para preparar bebidas calientes,

- con una salida (55) de bebida para dispensar una bebida caliente preparada;

- con un calentador (10, 20) de agua instantáneo para calentar agua durante la preparación de la bebida caliente;

- con un caudalímetro (12, 22) para determinar el volumen de agua que fluye a través del calentador (10, 20) de agua instantáneo; y

- con una válvula (16, 26) de drenaje que está dispuesta aguas abajo del calentador (10, 20) de agua instantáneo en la dirección del flujo y configurada como válvula de control direccional controlable, por medio de la cual el agua que fluye a través del calentador (10, 20) de agua instantáneo puede conducirse a una línea de agua residual o a un recipiente colector de agua residual en lugar de hacia la salida de bebida;

con un dispositivo (60) de control que tiene una función (61) de detección de calcificación para determinar el estado de calcificación del calentador (10, 20) de agua instantáneo usando valores de medición del caudalímetro (12, 22), en donde el dispositivo (60) de control está configurado para, durante la determinación del estado de calcificación, cambiar la válvula (16, 26) de drenaje a su posición de conmutación en la que el agua procedente del calentador (10, 20) de agua instantáneo se conduce directamente a la línea de agua residual o al recipiente colector de agua residual.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la válvula (16, 26) de drenaje sirve para, en una fase de calentamiento del calentador (10, 20) de agua instantáneo, conducir el agua procedente del calentador (10, 20) de agua instantáneo a la línea de agua residual o al recipiente colector de agua residual, y el controlador (60) está configurado para llevar a cabo la determinación del estado de calcificación durante la fase de calentamiento.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que la fase de calentamiento se realiza cada vez que se dispensa una bebida caliente.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la válvula (16, 26) de drenaje sirve para, en una fase de enfriamiento del calentador (10, 20) de agua instantáneo, conducir el agua procedente del calentador (10, 20) de agua instantáneo a la línea de agua residual o al recipiente colector de agua residual, y el controlador (60) está configurado para llevar a cabo la determinación del estado de calcificación durante la fase de enfriamiento.

5. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que la fase de enfriamiento se realiza cada vez que se dispensa una bebida caliente.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un caudalímetro (17, 18) está dispuesto en el lado de entrada del calentador (10, 20) de agua instantáneo.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el calentador (10, 20) de agua instantáneo presenta un canal de flujo helicoidal con una entrada y una salida para el paso de un líquido que ha de ser calentado, cuya sección transversal se ensancha en menos en un área final en dirección a la salida.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que está provisto de un sistema (40) de descalcificación para descalcificar automáticamente el calentador (10, 20) de agua instantáneo.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que el sistema (40) de descalcificación comprende un recipiente (41) de mezcla para mezclar una solución de agente descalcificador, un espacio de alojamiento para un depósito (42) de concentrado descalcificador líquido y una bomba dosificadora (43) para el suministro dosificado de concentrado descalcificador desde el depósito (42) al recipiente (41) de mezcla, en el que se mezcla la solución de agente descalcificador a partir de concentrado descalcificador y agua.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene una bomba (11, 21) de agua que transporta agua desde una línea (30) de suministro de agua potable al calentador (10, 20) de agua instantáneo.

11. Dispositivo según la reivindicación 8 y 10, en el que la bomba (11,21) de agua se puede conectar por el lado de aspiración, de forma conmutable a través de una primera válvula (44) de control direccional, a una línea (49) de toma de un recipiente (41) de mezcla que sirve para alojar una solución de agente descalcificador, para transportar la solución de agente descalcificador desde el recipiente (41) de mezcla al calentador (10, 20) de agua instantáneo cuando la primera válvula (44) de control direccional está en la posición de válvula conmutada.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que la bomba (11) de agua se puede conectar por el lado de presión, de forma conmutable a través de una segunda válvula (45) de control direccional, a una línea (47) de suministro de agua de un recipiente (41) de mezcla que sirve para mezclar una solución de agente descalcificador a partir de un concentrado descalcificador líquido, para transportar agua al recipiente (41) de mezcla cuando la segunda válvula (45) de control direccional está en la posición de válvula conmutada.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, en el que, para llevar a cabo un proceso de descalcificación automático, el dispositivo (60) de control está programado para controlar la bomba dosificadora (43) con el fin de transportar una cantidad predeterminada de concentrado descalcificador desde el depósito (42) al recipiente (41) de mezcla, que además está programado para conmutar la segunda válvula (45) de control direccional con el fin de conectar la bomba (11) de agua a la línea (47) de suministro de agua del recipiente (41) de mezcla, y para controlar la bomba (11,21) de agua con el fin de transportar una cantidad previamente determinable de agua al recipiente (41) de mezcla, que está además programado para conmutar la primera válvula (44) de control direccional con el fin de conectar la bomba (11) de agua por el lado de aspiración al recipiente (41) de mezcla y transportar la solución de agente descalcificador desde el recipiente (41) de mezcla al calentador (10, 20) de agua instantáneo.

14. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el controlador está configurado para generar un mensaje de que se requiere un proceso de descalcificación cuando se ha alcanzado un valor predeterminado, en particular para un tiempo de paso máximo o un caudal mínimo.

15. Procedimiento para determinar un nivel de calcificación en un dispositivo para preparar bebidas calientes, en donde el dispositivo tiene un calentador (10, 20) de agua instantáneo para calentar agua para la preparación de una bebida caliente, procedimiento en el que se mide el caudal del agua que fluye a través del calentador (10, 20) de agua instantáneo con un caudalímetro (12, 22) y a partir del caudal se determina el estado de calcificación,

caracterizado por que

durante la determinación del estado de calcificación, una válvula (16, 26) de drenaje dispuesta en la dirección del flujo aguas abajo del calentador (10, 20) de agua instantáneo se lleva a una posición conmutada en la que el agua que fluye a través del calentador (10, 20) de agua instantáneo se conduce directamente a una línea de agua residual o a un recipiente colector en lugar hacia una salida (50) de bebida del dispositivo.