ITBA20110040A1

ITBA20110040A1 - MICROWAVE BOILER FOR THE PREPARATION OF INFUSION DRINKS

Info

Publication number: ITBA20110040A1
Application number: IT000040A
Authority: IT
Inventors: Raffaele Clemente; Marco Gadaleta; Nicola Policoro
Original assignee: Sodias Srl
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-01-15

Description

Descrizione tecnica dell'invenzione dal titolo “Caldaia a microonde per la preparazione di bevande ad infusione”. Forma oggetto del presente trovato una caldaia a microonde da utilizzarsi in macchine per la preparazione di bevande calde ad infusione, quali ad esempio caffè, thè, tisane o altro. Technical description of the invention entitled "Microwave boiler for the preparation of infusion drinks". The present invention relates to a microwave boiler to be used in machines for preparing hot infusion drinks, such as for example coffee, tea, herbal teas or other.

Sono note allo stato della tecnica macchine per la preparazione di bevande calde. Queste macchine possono essere posizionate all'interno di distributori automatici per uso da parte del pubblico, oppure, con modelli di taglia e caratteristiche opportune, essere destinate all'utilizzo domestico o all'utilizzo in bar ed attività di ristoro in genere. Machines for preparing hot drinks are known in the state of the art. These machines can be positioned inside automatic vending machines for use by the public, or, with models of appropriate size and characteristics, be intended for domestic use or for use in bars and restaurants in general.

Nelle macchine note allo stato della tecnica le bevande calde vengono realizzate prelevando l'acqua da utilizzare per l'infusione da un serbatoio di accumulo in cui l'acqua viene mantenuta costantemente alla temperatura di utilizzo, che può indicativamente essere compresa tra 70 e 90 °C. Quando parte dell'acqua viene utilizzata per la preparazione di bevande, una uguale quantità di acqua di rinnovo, a temperatura minore, viene introdotta nella caldaia, in modo da avere sempre la caldaia piena ed il circuito idraulico in pressione. Mantenere l'acqua costantemente ad elevata temperatura è causa di alcuni inconvenienti che incidono sui costi di realizzazione e manutenzione delle macchine stesse. In machines known in the state of the art, hot drinks are made by taking the water to be used for infusion from an accumulation tank in which the water is constantly kept at the temperature of use, which can indicatively be between 70 and 90 ° C. When part of the water is used for the preparation of beverages, an equal quantity of fresh water, at a lower temperature, is introduced into the boiler, in order to always have the boiler full and the hydraulic circuit under pressure. Keeping the water constantly at a high temperature causes some drawbacks that affect the construction and maintenance costs of the machines themselves.

Come è noto infatti nell'acqua sono disciolte varie sostanze (ed in particolare il carbonato di calcio) la cui solubilità diminuisce all'aumentare della temperatura. Per questo motivo queste sostanze tendono a precipitare nel momento in cui l'acqua viene riscaldata, e ad accumularsi sulle pareti del recipiente in cui l'acqua è contenuta o dei condotti del circuito idraulico. A causa di questi inconvenienti è necessario periodicamente effettuare una sanificazione della caldaia e dei circuiti idraulici, che deve essere effettuata in officina, utilizzando opportuni agenti chimici, dopo aver smontato dalla macchina i pezzi interessati. Ovviamente per mantenere in funzione la macchina durante il tempo di manutenzione è necessario sostituire i pezzi asportati con pezzi di scorta. Questo processo comporta notevoli costi di personale e la necessità di avere sempre disponibile una scorta di pezzi di ricambio. Un ulteriore svantaggio connesso alla pratica di avere un accumulo di acqua sempre in temperatura è legato all'entità delle dispersioni termiche verso l'esterno. Questo problema è particolarmente sentito dal momento che viene dispersa verso l'esterno sotto forma di calore energia introdotta nel sistema sotto forma di energia elettrica, e per questo particolarmente pregiata. As is known, in fact, various substances (and in particular calcium carbonate) are dissolved in water, whose solubility decreases as the temperature increases. For this reason these substances tend to precipitate when the water is heated, and to accumulate on the walls of the container in which the water is contained or in the pipes of the hydraulic circuit. Because of these drawbacks, it is necessary to periodically sanitize the boiler and the hydraulic circuits, which must be carried out in the workshop, using suitable chemical agents, after having disassembled the parts concerned from the machine. Obviously, to keep the machine running during the maintenance time, it is necessary to replace the removed parts with spare parts. This process involves significant personnel costs and the need to always have a stock of spare parts available. A further disadvantage connected to the practice of having an accumulation of water always at a temperature is linked to the entity of the thermal dispersions towards the outside. This problem is particularly felt since energy introduced into the system in the form of electrical energy is dispersed towards the outside in the form of heat, and therefore particularly valuable.

Scopo del trovato oggetto della presente invenzione è pertanto fornire una caldaia da utilizzare in macchine per la preparazione di bevande in grado di funzionare senza la necessità di un accumulo d'acqua in temperatura, con ciò superando gli inconvenienti legati all'utilizzo delle caldaie note allo stato dell'arte. The object of the invention, object of the present invention, is therefore to provide a boiler to be used in machines for the preparation of beverages capable of operating without the need for an accumulation of water at temperature, thereby overcoming the drawbacks associated with the use of boilers known in the art. state of the art.

Questi ed altri vantaggi saranno evidenti dalla descrizione dettagliata del trovato, riportata nel seguito e che farà riferimento alle seguenti figure: In figura 1 è mostrata una vista dall’esterno di un modo di realizzazione della caldaia secondo la presente invenzione; These and other advantages will be evident from the detailed description of the invention, shown below and which will refer to the following figures: Figure 1 shows an external view of a way of manufacturing the boiler according to the present invention;

In figura 2 e 3 sono mostrate due viste del corpo all’interno del quale viene ricavato il circuito per l’acqua; Figures 2 and 3 show two views of the body inside which the water circuit is obtained;

In figura 4 viene mostrata una guarnizione che può essere utilizzata per rendere impermeabile il circuito utilizzato dall’acqua; Figure 4 shows a gasket that can be used to waterproof the circuit used by the water;

In figura 5 viene mostrato una vista esplosa degli elementi che compongono un modo di realizzazione della caldaia secondo la presente invenzione. Figure 5 shows an exploded view of the elements that make up an embodiment of the boiler according to the present invention.

Gli inconvenienti presenti nelle caldaia note allo stato dell’arte e già descritti vengono superati dalla caldaia secondo la presente invenzione utilizzando un generatore di microonde (4) per scaldare l'acqua. Come è noto le microonde, comunemente utilizzate nella preparazione dei cibi, sono radiazioni di frequenza compresa tra circa 2 e 3 Ghz. I forni a microonde comuni utilizzano un generatore a magnetron per produrre microonde alla frequenza di circa 2,45 GHz per cuocere il cibo. Il riscaldamento e la conseguente cottura sono dovuti al fatto che le microonde causano un aumento dell'energia rotazionale delle molecole di alcune sostanze e in particolare dell'acqua. L'energia contenuta nelle microonde viene assorbita dall'acqua molto rapidamente, ed e' possibile pertanto scaldare la quantità di acqua necessaria alla preparazione della bevanda in tempi ristretti, con ciò evitando la necessità di un accumulo caldo, necessario invece nel caso di utilizzo di resistenze elettriche per scaldare l'acqua. The drawbacks present in the boilers known to the state of the art and already described are overcome by the boiler according to the present invention using a microwave generator (4) to heat the water. Microwaves, commonly used in food preparation, are known to have a frequency of between about 2 and 3 Ghz. Common microwave ovens use a magnetron generator to produce microwaves at a frequency of around 2.45 GHz to cook food. The heating and consequent cooking are due to the fact that microwaves cause an increase in the rotational energy of the molecules of some substances and in particular of water. The energy contained in the microwaves is absorbed by the water very quickly, and it is therefore possible to heat the amount of water necessary for the preparation of the drink in a short time, thus avoiding the need for a hot accumulation, which is instead necessary in the case of use of electric resistances to heat the water.

Secondo un modo preferenziale di realizzazione la caldaia secondo la presente invenzione comprende un corpo (1), mostrato in figura 2, in materiale polimerico o in altro materiale comunque adatto all'utilizzo in associazione a microonde, configurato in maniera tale che al suo interno (5) possa transitare acqua alimentata dall’esterno, ad esempio tramite le opportune aperture (2) e (3). A puro titolo di esempio, e senza che questo sia limitativo per gli scopi dell'invenzione, il materiale in cui viene realizzato il corpo all'interno del quale scorre l'acqua può essere Polisulfone, Teflon o in altri materiali atti allo scopo e noti allo stato della tecnica. Tale corpo caldaia (1) viene convenientemente realizzato in modo che il circuito di passaggio dell’acqua al suo interno si sviluppi sul piano opposto e parallelo a quello in cui avviene l'irradiazione di microonde. Questo consente di avere una doppia camera interna al corpo caldaia, una adibita al passaggio dell’acqua, l’altra all'immissione delle microonde. Una opportuna guarnizione (8) potrà essere utilizzata per rendere impermeabile il circuito. L'acqua viene alimentata nel circuito solo al momento in cui è richiesta l'erogazione di bevande calde. L’alimentazione può convenientemente avvenire a mezzo di una pompa elettrica che pesca da un serbatoio a temperatura ambiente, o dalla rete idrica. According to a preferential embodiment, the boiler according to the present invention comprises a body (1), shown in figure 2, in polymeric material or in another material however suitable for use in combination with microwaves, configured in such a way that inside it ( 5) water fed from the outside can pass through, for example through the appropriate openings (2) and (3). Purely by way of example, and without this being limiting for the purposes of the invention, the material in which the body inside which the water flows is made can be Polysulfone, Teflon or other materials suitable for the purpose and known state of the art. This boiler body (1) is conveniently made so that the water passage circuit inside it develops on the opposite plane and parallel to that in which the microwave radiation occurs. This allows for a double chamber inside the boiler body, one used for the passage of water, the other for the introduction of microwaves. A suitable gasket (8) can be used to make the circuit waterproof. The water is fed into the circuit only when hot drinks are required. The power supply can conveniently take place by means of an electric pump that draws from a tank at room temperature, or from the water supply.

La temperatura a cui l'acqua esce dalla caldaia dipende dalla potenza delle microonde, dalla configurazione del circuito idraulico all'interno del quale l'acqua transita e dalla portata di acqua. The temperature at which the water leaves the boiler depends on the power of the microwaves, the configuration of the hydraulic circuit through which the water passes and the water flow rate.

E' evidente quindi che, a differenza di quanto avviene con un accumulo, la temperatura dell'acqua in uscita può essere regolata. It is therefore evident that, unlike what happens with an accumulation, the outlet water temperature can be regulated.

Quando si ha un accumulo di acqua ad elevata temperatura come avviene nelle caldaie note allo stato deN’arte, infatti, una volta che la macchina è in funzionamento a regime, la temperatura dell'acqua è fissa e può al limite essere abbassata tramite miscela con acqua fredda. Ciò tuttavia comporta complicazioni impiantistiche tali da rendere non conveniente la soluzione. When there is an accumulation of water at a high temperature as occurs in boilers known in the state of the art, in fact, once the machine is operating at full capacity, the water temperature is fixed and can at least be lowered by mixing with cold water. However, this entails system complications such as to make the solution inconvenient.

Nella caldaia secondo la presente invenzione invece possono essere regolate facilmente sia la potenza delle microonde che la portata dell'acqua, ad esempio tramite una valvola di laminazione. Anche la configurazione del circuito idraulico può essere cambiata tramite opportuni bypass dotati di valvole. Questa soluzione, sebbene possibile e rientrante negli scopi della presente invenzione, è generalmente più complessa delle precedenti. In the boiler according to the present invention, on the other hand, both the microwave power and the water flow rate can be easily adjusted, for example by means of a lamination valve. The configuration of the hydraulic circuit can also be changed by means of suitable bypasses equipped with valves. This solution, although possible and falling within the scope of the present invention, is generally more complex than the previous ones.

La caldaia secondo la presente invenzione può convenientemente esser realizzata con un involucro esterno in materiale metallico, ad esempio composto da due piastre metalliche (6) poste su due lati contrapposti e da lamierini di schermatura (7). Secondo un ulteriore modo di realizzazione il rivestimento esterno del corpo caldaia può essere realizzato, invece che in materiale metallico tramite un processo di nichelatura chimica del materiale in cui è realizzato il corpo caldaia. Questa soluzione consente di snellire notevolmente le componenti, i processi di assemblaggio, di intervento e inoltre migliorerebbe le performance di schermatura e resistenza nel tempo. Ovviamente elementi di bulloneria e raccorderia idraulica per completare saranno presenti in quantità e qualità opportune. Questi elementi sono facilmente configurabili sulla base di quanto esposto da un tecnico esperto del settore, e non sono perciò oggetto della presente descrizione. The boiler according to the present invention can conveniently be made with an external casing made of metallic material, for example composed of two metal plates (6) placed on two opposite sides and shielding plates (7). According to a further embodiment, the external coating of the boiler body can be made, instead of in metallic material, by means of a process of chemical nickel plating of the material in which the boiler body is made. This solution makes it possible to significantly streamline components, assembly and intervention processes and would also improve shielding and resistance performance over time. Obviously elements of bolts and hydraulic fittings to complete will be present in appropriate quantity and quality. These elements can be easily configured on the basis of what has been set out by a person skilled in the art, and are therefore not the subject of the present description.

Anche il dimensionamento del sistema in funzione della pressione di esercizio, che a puro titolo esemplificativo può essere compresa tra 5 e 20 bar, è noto allo stato delTarte. The sizing of the system as a function of the operating pressure, which by way of example can be between 5 and 20 bar, is also known in the state of the art.

Resta inteso che quelli descritti sono solo alcuni modi preferenziali di realizzazione della caldaia per utilizzo in macchine per la preparazione di bevande definita dalle seguenti rivendicazioni. It is understood that those described are only some preferential ways of manufacturing the boiler for use in machines for the preparation of beverages defined by the following claims.

Claims

CLAIMS 1) Boiler for use in machines for the preparation of hot drinks comprising - Means of water supply; - A hydraulic circuit which includes at least one inlet (2) and one outlet (3) for the water; - A microwave generator (4); Characterized by the fact that the circuit, the water supply means and the generator (4) are configured in such a way that the water introduced into the circuit heats up due to the action of the microwaves up to the desired outlet temperature as it flows from the inlet (2) to the outlet (3) of said hydraulic circuit. 2) Boiler according to claim 1 characterized by the fact that said hydraulic path is made inside a block (1) in Polysulfone, Teflon or other material usable in association with the use of microwaves. 3) Boiler according to claim 1 or 2 characterized by the fact that said hydraulic circuit made inside said block (1) in material usable in association with microwaves develops on a plane parallel to the plane from which the microwaves are radiated 4) Boiler according to one of the preceding claims, further comprising an external metal casing (6,7), ie a metal casing combined with chemically nickel-plated components. 5) Boiler according to one of the preceding claims characterized in that said desired outlet temperature is comprised between 50 and 100 ° C. 6) Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that said water outlet temperature is adjustable by varying the power of the radiated microwaves. 7) Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that said water outlet temperature is adjustable by varying the feed water flow rate, for example by rolling or varying the number of revolutions of the feed pump. 8) Boiler according to one of the preceding claims, characterized in that said water outlet temperature is adjustable by varying the hydraulic path, for example by using bypasses controlled by valves. 9) Boiler according to one of the preceding claims, further comprising hydraulic fittings, bolts and gaskets suitably configured. 10) Automatic beverage dispensing machine comprising a boiler according to one of the preceding claims. CLAIMS 1) Boiler for use in machines for making hot drinks including - Means of water supply; - A hydraulic circuit comprising at least one inlet (2) and one outlet (3); - A microwave generator (4); Characterized in that Said hydraulic circuit, said means of water supply and said generator (4) are configured so that the water introduced into the circuit is heated up to the desired output temperature by the microwave as it flows from the inlet to the outlet of said circuit.

2) Boiler according to claim 1 characterized in that said hydraulic circuit is made within a block (1) of Polysulfone, Teflon or other material usable in association with the use of microwaves.

3) Boiler according to claim 1 or 2 characterized in that saidhydraulic circuit made within said block (1) is on a plane parallel to the plane which is irradiated by microwaves 4) Boiler according to one of the preceding claims, further comprising a metal casing (6,7), or a metal casing combined with nickel-plated components. 5) Boiler according to one of the preceding claims characterized in that said desired output temperature is between 50 and 100 ° C. 6) Boiler according to one of the preceding claims characterized in that said outlet water temperature is adjustable by variation of the microwave power radiated. 7) Boiler according to one of the preceding claims characterized in that said outlet water temperature is adjustable by varying the capacity of the feed water, for example by lamination or variation of the pump revolution rate. 8) Boiler according to one of the preceding claims characterized in that said outlet water temperature is adjustable by variation of the hydraulic path, for example through the use of controlled bypass valve. 9) Boiler according to one of the preceding claims, further comprising hydraulic fittings, bolts and seals properly configured. 10) Automatic machine for the distribution of beverages comprising a boiler according to one of the preceding claims.