MAQUINA DE BEBIDAS.

Una bomba (10) térmicamente accionada para uso en un elaborador de bebidas calientes,

que comprende: un actuador térmico (20) y un pistón (40), en donde el pistón (40) está dispuesto dentro de un cilindro (50), y en donde además el pistón (40) está acoplado al actuador térmico (20) de tal manera, que en uso, el calor suministrado al actuador térmico (20) hace que el actuador térmico (20) introduzca el pistón (40) adicionalmente dentro del cilindro (25) y cree una presión incrementada en el cilindro (50)

Máquina de bebidas.

La presente invención se refiere a un dispositivo que puede usarse para elaborar bebidas calientes, tal como un café expreso.

Las máquinas convencionales de café expreso funcionan forzando a alta presión (típicamente de 9 a 10 bares) agua cliente a través de moleduras de cafés, permitiendo así que se extraiga la mezcla correcta de sustancias de las moleduras.

Las primeras máquinas de expreso lograban esta presión alta empujando un pistón estanco al agua contra el agua caliente, la cual estaba confinada dentro de un cilindro. El pistón se accionaba hacia abajo a mano, utilizando usualmente una disposición de palanca para crear grandes fuerzas. El documento GB 718965 muestra una primera forma de tal disposición y el documento WO 03/101264 muestra un ejemplo más reciente. Sin embargo, estas primeras máquinas de café requerían un alto grado de habilidad con el fin de producir una buena taza de expreso y, por lo tanto, podrían resultar poco fiables. Asimismo, éstas tendían a ser voluminosas y, por tanto, inadecuadas para uso fuera de cafeterías.

Las máquinas de expreso más recientes obvian el requisito de operación manual de una palanca al reemplazar el pistón y cilindro por una bomba accionada eléctricamente, alimentada típicamente por la red de electricidad. El documento US 3119322 bosqueja una máquina de esta clase. Estas máquinas requieren usualmente que se introduzca agua fría dentro de la máquina, que posteriormente es presurizada antes de ser calentada. Estas máquinas son típicamente complejas, pesadas y voluminosas, debido al gran número de componentes implicados. Esto significa que a menudo son prohibitivamente caras.

En consecuencia, existe una necesidad de una máquina de expreso que requiera menos habilidad y esfuerzo para hacerla funcionar que una máquina de palanca y pistón y que aún sea más barata, más sencilla, mas ligera y más pequeña que una máquina de bomba eléctricamente operada.

Según la presente invención, se proporciona una bomba térmicamente accionada para uso en un elaborador de bebidas calientes que comprende: un actuador térmico y un pistón, en donde el pistón está dispuesto dentro de un cilindro y en donde además el pistón está acoplado al actuador térmico de tal manera, que en uso, el calor suministrado al actuador térmico hace que el actuador térmico introduzca el pistón adicionalmente dentro del cilindro y cree una presión incrementada en el cilindro.

Generalmente, el actuador térmico comprende un material que se expande significativamente al calentarlo, por ejemplo un sólido que se expande al fundirlo (tal como cerca de parafina), un líquido que se expande al hervirlo (tal como alcohol), o un matenal que se expande al experimentar un cambio en su estructura cristalina a una cierta temperatura (tal como el níquel-titanio). De este modo, los actuadores térmicos según la presente invención funcionan bajo el principio de tomar energía de una fuente de calor, por ejemplo un líquido caliente en contacto con el actuador térmico, y usar esa energía para accionar un pistón y, por tanto, para presurizar agua caliente y forzarla a través de un estrangulamiento creado por moleduras de café con el fin de elaborar el café expreso. Cuando la fuente de calor comprende un líquido caliente en contacto con el actuador térmico, el actuador térmico se expande preferiblemente sólo cuando el líquido caliente está a o por encima, una temperatura suficiente para elaborar el café expreso. Típicamente, el líquido caliente es agua caliente y preferiblemente esta misma agua caliente se comprime subsiguientemente a través de las moleduras de café para elaborar un café expreso.

El actuador térmico, y cualquier líquido caliente en contacto con el mismo, pueden estar contenidos dentro del cilindro o dentro de un vaso.

Cuando el actuador térmico, y cualquier líquido caliente en contacto con el mismo, están contenidos dentro del cilindro, éstos pueden estar contenidos en una parte superior del cilindro o en una parte inferior del cilindro, en donde estas partes superior e inferior están separadas por unos medios de separación. Usualmente, el pistón comprende un cabezal de pistón y un vástago de pistón y preferiblemente el cabezal de pistón se emplea como el medio de separación.

En esta realización, la parte inferior del cilindro es donde el agua caliente es comprimida para elaborar el café expreso.

Cuando el actuador térmico es calentado por el líquido caliente, por ejemplo agua caliente, este líquido caliente puede ser comprimido subsiguientemente por el pistón para elaborar la bebida caliente. Con el fin de lograr esto, se introduce típicamente el líquido dentro de la parte superior del cilindro, preferiblemente a través de unas perforaciones en una superficie superior, y este líquido se transfiere a la parte inferior del cilindro para ser comprimido. Con el fin de facilitar esta transferencia, pueden introducirse una o más tuberías de transferencia y/o respiraderos, en donde, en uso, una tubería de transferencia permite que el líquido fluya desde la parte superior del cilindro hacia la parte inferior del cilindro, y un respiradero permite que el aire desplazado escape desde la parte inferior del cilindro. Preferiblemente, las una o más tuberías de transferencia y/o respiraderos están formados en los medios de reparación. Las una o más tuberías de transferencia contienen preferiblemente una válvula de tal manera que el líquido sólo pueda fluir en una dirección (hacia la parte inferior del cilindro). Preferiblemente, esta válvula de una válvula de retención de tipo flotador. El respiradero está configurado preferiblemente de tal manera que se cierra una vez que el cilindro está lleno para impedir que escape aire o agua adicionales.

El agua y, en realidad, cualquier líquido caliente usado para calentar el actuador, pueden calentarse antes de ser colocados en la parte superior del cilindro, o pueden ser calentado dentro de las partes superior y/o inferior del cilindro. Si el líquido se calienta dentro de las partes superior y/o inferior del cilindro, éste puede ser calentado mediante una fuente de calor interna (como es el caso en máquinas de expreso convencionales accionadas por bomba) o mediante una fuente externa tal como una llama. Preferiblemente, se usa una fuente de calor interna tal como un elemento de calentamiento, y éste se puede colocar en las partes superior y/o inferior del cilindro, de tal manera que el líquido en contacto con el actuador térmico sea calentado antes o durante el contacto con el actuador térmico.

En una realización alternativa, el actuador térmico, y cualquier líquido caliente en contacto con el mismo, pueden estar contenidos dentro de un vaso. De nuevo resulta preferible que cualquier líquido caliente sea agua caliente, y que esta agua caliente sea comprimida a continuación a través de las moleduras de café para elaborar el café expreso. Con este fin, el vaso puede estar conectado al cilindro mediante una tubería de transferencia de tal manera que, en uso, la tubería de transferencia transporte líquido caliente desde el vaso hasta el cilindro. Como una opción adicional, una tubería de transferencia puede conectar un depósito, adyacente, pero no conectado al vaso, con el cilindro de tal manera que, en uso, el líquido caliente situado en el depósito pueda fluir hacia el cilindro antes de suministrar calor al actuador térmico dentro del vaso y, por tanto, antes de que se expande el actuador. Asimismo, se contempla que la tubería de transferencia pueda configurarse de tal manera que líquido caliente procedente tanto de un depósito como de un vaso pueda fluir, preferiblemente a través de la misma tubería, hacia el cilindro.

Cuando la bomba según la presente invención comprende un vaso, el cilindro puede comprender adicionalmente un respiradero, preferiblemente en combinación con una válvula que se cierra una vez que el cilindro está lleno. Además, cada tubería de transferencia puede contener una válvula de paso único de tal manera que el líquido sólo pueda fluir hacia el cilindro. Preferiblemente, estas válvulas son válvulas de retención de tipo flotador.

Cualquier líquido caliente contenido dentro de una bomba térmicamente accionada que contenga un vaso puede ser suministrado al vaso y/o al depósito, o puede ser calentado dentro del vaso y/o depósito. Si el líquido es calentado dentro del vaso y/o depósito, éste puede ser calentado mediante una fuente de calor interna (como es el caso en máquinas de expreso convencionales accionadas por bomba) o mediante...

1. Una bomba (10) térmicamente accionada para uso en un elaborador de bebidas calientes, que comprende: un actuador térmico (20) y un pistón (40), en donde el pistón (40) está dispuesto dentro de un cilindro (50), y en donde además el pistón (40) está acoplado al actuador térmico (20) de tal manera, que en uso, el calor suministrado al actuador térmico (20) hace que el actuador térmico (20) introduzca el pistón (40) adicionalmente dentro del cilindro (25) y cree una presión incrementada en el cilindro (50).

2. Una bomba (10) según la reivindicación 1, en la que se suministra calor al actuador térmico (20) en virtud de un líquido caliente en contacto con el actuador térmico (20).

3. Una bomba (10) según la reivindicación 2, en la que el actuador térmico (20) no se expande a no ser que el líquido caliente esté a una temperatura suficiente para elaborar un café expreso.

4. Una bomba (10) según cualquier reivindicación precedente, en la que la bomba comprende además una fuente de calor interna.

5. Una bomba (10) según cualquier reivindicación precedente, en la que el cilindro (50) comprende un parte superior (52) y una parte inferior (54), y además en la que el pistón (40) comprende un vástago (42) de pistón y un cabezal (44) de pistón, de tal manera que la parte superior (52) del cilindro esté separada de la parte inferior (54) del cilindro por el cabezal (44) de pistón.

6. Una bomba (10) según la reivindicación 5, en la que la parte inferior (54) del cilindro (50) comprende un elemento de calentamiento (300).

7. Una bomba (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en la que una tubería de transferencia (150) conecta la parte superior (52) del cilindro con la parte inferior (54).

8. Una bomba (10) según la reivindicación 7, en la que la tubería de transferencia (150) contiene una válvula de paso único (180) de tal manera que, en uso, el líquido únicamente fluya hacia la parte inferior (54) del cilindro (50).

9. Una bomba (10) según cualquier de las reivindicaciones reivindicación 5 a 8, en la que el cabezal (44) de pistón o la parte inferior (54) del cilindro (50) contiene un respiradero (160) de tal manera que, en uso, cuando inicialmente fluye líquido caliente hacia la parte inferior (54) del cilindro (50), se permite escapar al aire desplazado.

10. Una bomba (10) según la reivindicación 9, en la que el respiradero (160) está configurado de tal manera que una vez que la parte inferior (54) del cilindro (50) contiene líquido suficiente, ya no se permite que escape aire y pueda acontecer un aumento de la presión en la parte inferior (54) del cilindro (50).

11. Una bomba (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que además comprende un vaso (30) y en la que el actuador térmico (20) está situado dentro de la vaso (30).

12. Una bomba (10) según la reivindicación 11, que además comprende una tubería de transferencia (60).

13. Una bomba (10) según la reivindicación 12, en la que la tubería de transferencia (60) está posicionada para conectar el vaso (30) con el cilindro (50) de tal manera que, en uso, la tubería de transferencia (60) transporte líquido caliente entre el vaso (30) y el cilindro (50).

14. Una bomba (10) según la reivindicación 12, en la que la tubería de transferencia conecta un depósito (140), adyacente, pero no conectado al vaso (30), con el cilindro (50) de tal manera que, en uso, se coloca el líquido caliente en el depósito (140) y éste fluye hacia el cilindro (50) antes de colocar líquido caliente en el vaso (30).

15. Una bomba (10) según la reivindicación 12, en la que la tubería de transferencia (150) está configurada de tal manera que agua procedente de un depósito (140) y del vaso (30) fluye, a través de la misma tubería, hacia el cilindro (50).

16. Una bomba (10) según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en la que la tubería de transferencia (150) contiene una válvula de paso único (180) de tal manera que, en uso, fluya líquido caliente únicamente hacia el cilindro (50).

17. Una bomba (10) según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, en la que el cilindro (50) incorpora un respiradero (160) de tal manera que, en uso, cuando inicialmente fluye líquido caliente hacia el cilindro (50), se permite escapar al aire desplazado.

18. Una bomba (10) según la reivindicación 17, en la que el respiradero (160) está configurado de tal manera que una vez que el cilindro (50) contiene agua suficiente, ya no se permite que escape aire y puede acontecer un aumento de la presión dentro del cilindro (50).

19. Una bomba (10) según cualquiera de las reivindicaciones 10,17 o 18, en la que el respiradero es una válvula de retención (180,190) de tipo flotador.

20. Una bomba (10) según cualquier reivindicación precedente y que además comprende unos medios (120) para controlar la acumulación de presión en el cilindro (50) con respecto a la extensión del actuador (20) de tal manera que, en uso, el pistón (40) no sea introducido adicionalmente dentro del cilindro (50) hasta que se alcance una presión crítica en el cilindro (50).

21. Una bomba (10) según la reivindicación 20, en la que los medios para controlar la acumulación de presión comprenden un resorte (120) ajustado entre el actuador térmico (20) y el pistón (40) en combinación con una válvula de descarga (130) situada dentro de la trayectoria del flujo de fluido procedente del cilindro (50).

22. Una bomba (10) según cualquier reivindicación precedente, que además comprende un mecanismo de retorno, de tal manera que el pistón (40) y el actuador (20) vuelven a la posición de partida después de cada uso.

23. Una bomba (10) según cualquier reivindicación precedente, que además comprende una cesta (90) conectada al cilindro (50) de tal manera que, en uso, una vez que se ha abierto cualquier válvula de descarga, pasa líquido caliente presurizado desde el cilindro (50) y hacia el interior de la cesta (90).

24. Una máquina de café expreso que comprende una bomba (10) térmicamente accionada según cualquier reivindicación precedente.