ES2352853T3 - Sistema para preparar una bebida, que comprende un dispositivo de preparación de bebida y un cartucho que se dispone de manera extraíble en el dispositivo de preparación de bebida. - Google Patents
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Abstract
Sistema para preparar una bebida, que comprende un dispositivo (15) de preparación de bebida y un cartucho (10) que se dispone de manera extraíble en la dispositivo (15) de preparación de bebida; en el que el cartucho (10) comprende una unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida que tiene una sistema (30) de conductos para transportar flujos de fluidos; en el que la disposición de conductos del sistema (30) de conductos está adaptada para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción de bombeo sobre otro flujo de fluido; en el que el dispositivo (15) de preparación de bebida comprende al menos dos elementos (17, 18) de suministro para suministrar al sistema (30) de conductos el fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo; y en el que al menos uno de los elementos (17, 18) de suministro del dispositivo (15) de preparación de bebida está en comunicación con el sistema (30) de conductos de la unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida del cartucho (10).
Description
La presente invención se refiere a un sistema para preparar
una bebida, que comprende un dispositivo de preparación de
bebida y un cartucho que se dispone de manera extraíble en el
dispositivo de preparación de bebida; en el que el cartucho
comprende una unidad de preparación de bebida que tiene un
sistema de conductos para transportar flujos de fluidos.
En el documento WO 01/58786 se da a conocer un cartucho para
su uso en un dispositivo de preparación de bebida. El cartucho
conocido contiene uno o más ingredientes para la bebida, y
comprende una entrada para la introducción de agua en el
cartucho, un compartimento que contiene los ingredientes para la
bebida, y una salida para la bebida producida a partir de los
ingredientes para la bebida. El cartucho también comprende una
restricción para producir un chorro de bebida, al menos una
entrada de aire, y una cámara de expansión para generar una
reducción de presión del chorro de bebida, mediante la cual,
durante el uso, se incorpora aire desde la al menos una entrada
de aire a la bebida en forma de una pluralidad de pequeñas
burbujas. Por tanto, cuando se aplica el cartucho, es posible
obtener una bebida espumosa.
Durante el uso, pasa agua a presión a través del cartucho.
Se hace fluir el agua a través de los ingredientes para la
bebida contenidos dentro del compartimento, de modo que el agua
se mezcla con estos ingredientes. La bebida que se obtiene de
este modo se pone a presión mediante la restricción, y como
resultado de lo cual se produce un chorro de bebida. A
continuación, el chorro de bebida se entrega a una cámara que
actúa como una cámara de expansión, en el que la presión del
chorro de bebida se reduce, y se incorpora aire a la bebida a
través de al menos una entrada de aire.
El cartucho es adecuado para su inserción en un dispositivo
de preparación de bebida, que comprende medios para abrir la
entrada de agua y la salida de bebida del cartucho, que están
ambas inicialmente cerradas. Además, el dispositivo de
preparación de bebida que es adecuado para hacer funcionar el
cartucho comprende medios para suministrar agua a presión al
cartucho.
Puesto que el cartucho conocido por el documento WO 01/58786
contiene una cierta cantidad de ingredientes para la bebida, se
trata de un cartucho desechable, que es adecuado para usarse una
vez o un número limitado de veces. En general, una ventaja
importante de la aplicación de cartuchos desechables es que es
posible evitar que el interior de un dispositivo de preparación
de bebida se ensucie, de modo que no es necesario que el usuario
limpie el interior del dispositivo de preparación de bebida cada
vez que se use el dispositivo de preparación de bebida. Otra
ventaja de la aplicación de cartuchos desechables se refiere al
hecho de que los cartuchos desechables son fáciles de usar. En
particular, cuando se aplican cartuchos desechables, los
preparativos de un proceso de preparación de una bebida tan sólo
implican colocar un cartucho en un dispositivo de preparación de
bebida. Además, un usuario no tiene que dosificar uno o más
ingredientes de la bebida, ya que los cartuchos desechables
pueden contener la cantidad correcta de estos ingredientes. Otra
ventaja más de la aplicación de cartuchos desechables es que se
consigue una mayor fiabilidad de la operación del dispositivo de
preparación de bebida, ya que no se producen errores de
funcionamiento del dispositivo de preparación de bebida debido
al ensuciamiento de la unidad de preparación de bebida.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un
sistema para preparar una bebida, que comprende un dispositivo
de preparación de bebida y un cartucho, de modo que las ventajas
de aplicar un cartucho desechable también se apliquen al sistema
de la presente invención, en el que la funcionalidad del
dispositivo de preparación de bebida aumenta con respecto a los
sistemas conocidos hasta el momento, de modo que el dispositivo
de preparación de bebida pueda alojar y hacer funcionar
cartuchos que tengan diversos diseños y funcionalidades, en el
que los cartuchos pueden ser relativamente sencillos, lo más
pequeños posible, y baratos. Este objetivo de la presente
invención se consigue mediante un sistema para preparar una
bebida, que comprende un dispositivo de preparación de bebida y
un cartucho que se dispone de manera extraíble en el dispositivo
de preparación de bebida; en el que el cartucho comprende una
unidad de preparación de bebida que tiene un sistema de
conductos para transportar flujos de fluidos; en el que la
disposición de conductos del sistema de conductos está adaptada
para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción
de bombeo sobre otro flujo de fluido; en el que el dispositivo
de preparación de bebida comprende al menos dos elementos de
suministro para suministrar al sistema de conductos el fluido
que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo; y en el que
al menos uno de los elementos de suministro del dispositivo de
preparación de bebida está en comunicación con el sistema de
conductos de la unidad de preparación de bebida del cartucho.
Según la presente invención, el dispositivo de preparación
de bebida comprende al menos dos elementos de suministro para
suministrar al sistema de conductos de la unidad de preparación
de bebida del cartucho el fluido que ha de aplicarse en un flujo
de fluido de bombeo, y el cartucho comprende al menos una
entrada para dejar entrar dicho fluido. De este modo, se
consigue que el dispositivo de preparación de bebida se adapte
para alojar cartuchos de varios diseños. Por ejemplo, es posible
que el dispositivo de preparación de bebida aloje y haga
funcionar un cartucho para preparar una única bebida, por
ejemplo un cartucho para preparar café, en el que sólo se
necesita un flujo de fluido de bombeo, por ejemplo un flujo de
vapor, para bombear y calentar café líquido. En tal caso, es
suficiente con que el sistema de conductos que está presente
dentro del cartucho esté en comunicación con sólo uno de los
elementos de suministro del dispositivo de preparación de
bebida. Sin embargo, es igualmente posible que el dispositivo de
preparación de bebida aloje y haga funcionar un cartucho para
preparar dos bebidas, por ejemplo un cartucho para preparar café
y leche espumosa, en el que se necesita un flujo de fluido de
bombeo, por ejemplo un flujo de vapor, para bombear y calentar
café líquido, y en el que se necesita otro flujo de fluido de
bombeo, por ejemplo un flujo de vapor, para bombear y calentar
leche. Incluso en este último caso, el diseño del cartucho, en
particular el diseño del sistema de conductos de la unidad de
preparación de bebida del cartucho, puede ser relativamente
sencillo, debido al hecho de que el cartucho puede conectarse a
un suministro de fluido de bombeo (vapor) en dos puntos de
conexión, en el que es fácil conducir el fluido de bombeo
directamente a un lugar apropiado en el sistema de conductos del
cartucho.
En caso de que el cartucho tenga al menos dos entradas para
dejar entrar fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de
bombeo, es ventajoso realizar una situación en la que cada uno
de los elementos de suministro del dispositivo de preparación de
bebida esté en comunicación con el sistema de conductos de la
unidad de preparación de bebida del cartucho, en el que las
salidas de los elementos de suministro están conectadas a
diferentes entradas del sistema de conductos. De ese modo, se
consigue que los conductos del sistema de conductos puedan ser
lo más cortos posible, en el que diferentes conductos para
transportar flujos de fluido de bombeo están asociados con
diferentes entradas del cartucho. Esto da como resultado un
diseño relativamente sencillo del sistema de conductos, y un
aumento de la eficacia del flujo de fluido de bombeo.
En el sistema según la presente invención, es posible que
los elementos de suministro del dispositivo de preparación de
bebida estén adaptados para suministrar diferentes fluidos que
han de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo. Por ejemplo,
uno de los elementos de suministro puede estar adaptado para
suministrar vapor, y otro de los elementos de suministro puede
estar adaptado para suministrar agua caliente. Un dispositivo de
preparación de bebida en el que los elementos de suministro
están adaptados para suministrar diferentes fluidos puede hacer
funcionar muchos tipos de cartuchos, con el fin de preparar
muchos tipos de bebidas. Preferiblemente, un dispositivo de
preparación de bebida de este tipo comprende medios de detección
para detectar propiedades del cartucho, y medios de control para
determinar la manera en que tiene que hacerse funcionar el
cartucho y para controlar el dispositivo de preparación de
bebida de tal manera que se lleve a cabo el correcto
funcionamiento del cartucho. A este respecto, se observa que la
detección de las propiedades del cartucho puede realizarse de
cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el cartucho puede estar
marcado con un código determinado, estando el dispositivo de
preparación de bebida equipado con un lector para leer el
código, y pudiendo los medios de control interpretar la entrada
proporcionada por el lector.
Dentro del alcance de la presente invención, también es
posible que al menos dos elementos de suministro del dispositivo
de preparación de bebida estén conectados al mismo aparato para
suministrar un tipo de fluido que ha de aplicarse en un flujo de
fluido de bombeo Por ejemplo, el dispositivo de preparación de
bebida puede comprender un generador de vapor, en el que al
menos dos elementos de suministro para suministrar vapor están
conectados a este generador de vapor.
La presente invención también se refiere a un cartucho para
su uso en un sistema tal como se ha descrito anteriormente, que
comprende una unidad de preparación de bebida que tiene un
sistema de conductos para transportar fluidos; en el que la
disposición de conductos del sistema de conductos está adaptada
para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción
de bombeo sobre otro flujo de fluido; y en el que el sistema de
conductos tiene al menos dos entradas para dejar entrar fluido
que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo.
El cartucho según la presente invención puede ser un
cartucho desechable previsto para que un usuario lo tire después
de un uso o un número limitado de usos. Tales cartuchos están
adaptados para insertarse en un espacio de un dispositivo de
preparación de bebida y para conectarse a elementos dispuestos
de manera fija del dispositivo de preparación de bebida una vez
alojados en el espacio. En particular, las entradas del sistema
de conductos de la unidad de preparación de bebida de tales
cartuchos pueden conectarse a elementos en el dispositivo de
preparación de bebida para suministrar los fluidos requeridos.
El cartucho según la presente invención, que tiene al menos
dos entradas para dejar entrar fluido que ha de aplicarse en un
flujo de fluido de bombeo, ofrece numerosas ventajas con
respecto a un cartucho que sólo tiene una entrada para dejar
entrar tal fluido. Por ejemplo, es posible tener al menos dos
combinaciones de conductos que actúan como una bomba durante el
funcionamiento del cartucho, en el que cada combinación está
asociada con su propia entrada de fluido que ha de aplicarse en
un flujo de fluido de bombeo. De este modo, se consigue que la
acción de bombeo de un flujo de fluido de bombeo sobre un flujo
de fluido bombeado sea muy eficaz. Además, la aplicación de
varias entradas para dejar entrar fluido que ha de aplicarse en
un flujo de fluido de bombeo ofrece la posibilidad de tener un
diseño relativamente sencillo del sistema de conductos de la
unidad de preparación de bebida del cartucho, en el que los
conductos pueden ser lo más cortos posible, ya que los conductos
para transportar un flujo de fluido de bombeo pueden extenderse
entre una posición en la que estos conductos tienen que
fusionarse en otro conducto y la entrada más próxima.
Además, un cartucho que tiene más de una entrada para dejar
entrar fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de
bombeo puede recibir y usar diferentes tipos de dicho fluido.
Por ejemplo, el cartucho puede conectarse a suministros de agua
caliente a presión y vapor.
En una realización práctica, el sistema de conductos de la
unidad de preparación de bebida del cartucho comprende al menos
un conducto principal y al menos dos conductos secundarios que
se fusionan en dicho conducto principal, en el que los conductos
secundarios están adaptados para transportar un flujo de fluido
de bombeo, y en el que el conducto principal está adaptado para
transportar un flujo de fluido bombeado. Por ejemplo, el sistema
de conductos comprende un conducto principal y dos conductos
secundarios que se fusionan en este conducto principal, en el
que el conducto principal está conectado a un depósito lleno de
un líquido tal como leche, y en el que los conductos secundarios
están conectados a un suministro de vapor, a través de al menos
dos entradas del cartucho. En una realización alternativa, el
sistema de conductos comprende dos conductos principales y dos
conductos secundarios, en el que cada uno de los conductos
secundarios se fusiona en otro de los conductos principales.
Para ser más completos, se observa que los conductos del
sistema de conductos de la unidad de preparación de bebida del
cartucho pueden ser tubos, aunque también pueden ser canales en
una superficie de un elemento de cartucho adecuado, por ejemplo,
cubiertos por una lámina metálica u otro medio de cobertura
adecuado.
En caso de que el sistema de conductos de la unidad de
preparación de bebida del cartucho comprenda al menos dos
conductos secundarios que se fusionan en un mismo conducto
principal, es ventajoso que los conductos secundarios se
fusionen en el conducto principal en diferentes lados del
conducto principal y/o en diferentes posiciones a lo largo de un
eje longitudinal del conducto principal. De este modo, se
consigue mejorar la extensión en la que se mezclan el fluido
desde el flujo de fluido de bombeo y el fluido desde el flujo de
fluido bombeado. Además, en caso de que el flujo de fluido de
bombeo tenga una función en el calentamiento del flujo de fluido
bombeado, se evita la ebullición local del fluido en el flujo
bombeado, ya que la cantidad total del fluido que se necesita
con el fin de poner el fluido en el flujo bombeado a una
temperatura predeterminada se suministra en al menos dos partes
separadas, de modo que se realiza un calentamiento más homogéneo
del fluido en el flujo bombeado.
En una realización preferida del cartucho, en particular una
realización que tiene dos conductos secundarios, cada conducto
secundario está asociado con otra entrada para dejar entrar
fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo. En
caso de que estén presentes más de dos conductos secundarios, es
posible que el sistema de conductos de la unidad de preparación
de bebida del cartucho comprenda al menos un conducto de
distribución asociado con una entrada para dejar entrar fluido
que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo, en el que
el conducto de distribución está conectado a al menos dos
conductos secundarios. En ese caso, el número de elementos de
suministro del dispositivo de preparación de bebida que se
aplica para hacer funcionar el cartucho puede ser menor que el
número de conductos secundarios del sistema de conductos. Por
ejemplo, el sistema de conductos puede comprender dos conductos
de distribución, en el que cada uno de estos conductos está
asociado con una entrada para dejar entrar fluido que ha de
aplicarse en un flujo de fluido de bombeo, y en el que cada uno
de estos conductos está conectado a al menos dos conductos
secundarios para transportar un flujo de fluido de bombeo.
Según un importante aspecto de la presente invención, es
posible realizar un cartucho que comprenda al menos dos
combinaciones de un conducto principal y al menos un conducto
secundario, en el que cada combinación está asociada con otra
entrada para dejar entrar fluido que ha de aplicarse en un flujo
de fluido de bombeo. En otras palabras, es posible realizar un
cartucho que tiene al menos dos combinaciones de conductos que
actúan como una bomba durante el funcionamiento del cartucho, en
el que cada combinación está asociada con su propia entrada de
fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo. En
un cartucho de este tipo, las diversas bombas están dispuestas
en paralelo, por así decirlo. Por tanto es posible usar
diferentes bombas para la preparación de diferentes bebidas. Los
flujos salientes de estas bebidas pueden recibirse y mezclarse
en un conducto de salida común, aunque también es posible que
tales flujos se mantengan separados.
En principio, la acción de bombeo que se realiza por un
fluido sobre otro fluido durante el funcionamiento del cartucho
puede obtenerse de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, la
acción de bombeo puede obtenerse basándose en un principio
conocido como principio de Venturi, según el cual un fluido se
aspira en una cámara bajo la influencia de una subpresión local
que se obtiene conduciendo de manera sucesiva un flujo de fluido
de bombeo a través de una restricción y suministrando este flujo
de fluido de bombeo a la cámara. Sin embargo, la acción de
bombeo también puede obtenerse basándose en otro principio, en
particular un principio conocido como principio de eyección,
según el cual un flujo de un fluido se genera bajo la influencia
de una subpresión local que se obtiene permitiendo una
transferencia de momento desde un flujo de fluido de bombeo al
flujo de fluido bombeado.
En una realización práctica de un sistema de conductos de
una unidad de preparación de bebida de un cartucho que está
adaptado para dejar que las acciones de bombeo tengan lugar
aplicando el principio de Venturi, una parte de extremo del
conducto para transportar el flujo de fluido de bombeo, a través
del cual está conectado este conducto al conducto para
transportar el flujo de fluido bombeado, está restringida, y en
el que una parte del conducto para transportar el flujo de
fluido bombeado, en el que se fusiona el conducto para
transportar el flujo de fluido de bombeo, está ensanchada. En
una realización práctica de un sistema de conductos de una
unidad de preparación de bebida de un cartucho que está adaptado
para permitir que tengan lugar acciones de bombeo aplicando el
principio de eyección, un eje longitudinal de un conducto para
transportar el flujo de fluido de bombeo se extiende por un
ángulo inferior a 90° con respecto a un eje longitudinal de un
conducto para transportar el flujo de fluido bombeado a la
posición en la que el primer conducto se fusiona en el segundo
conducto.
En una realización factible, el cartucho comprende al menos
un depósito que contiene un líquido. Dentro del alcance de la
presente invención, este depósito puede ser recargable. En tal
caso, el cartucho puede usarse varias veces. Sin embargo, en
caso de que el cartucho sólo esté previsto para un solo uso o un
número limitado de usos, no es necesario que el depósito sea
recargable.
Ventajosamente, el sistema de conductos de la unidad de
preparación de bebida del cartucho comprende al menos una
entrada de aire para dejar entrar aire al sistema de conductos,
de modo que puedan prepararse bebidas espumosas
La presente invención también se refiere a un dispositivo de
preparación de bebida para alojar y hacer funcionar un cartucho
según se ha descrito anteriormente, que comprende un espacio
para alojar el cartucho; y al menos dos elementos de suministro
para suministrar al sistema de conductos de la unidad de
preparación de bebida del cartucho el fluido que ha de aplicarse
en un flujo de fluido de bombeo. Los elementos de suministro
pueden estar conectados a un mismo aparato que está dispuesto en
el dispositivo de preparación de bebida para suministrar un tipo
de fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo,
aunque los elementos de suministro también pueden estar
adaptados para suministrar diferentes fluidos.
La presente invención se describirá ahora más detalladamente
con referencia a las figuras, en las que partes similares se
indican por los mismos símbolos de referencia, y en las que:
la figura 1 muestra esquemáticamente un cartucho desechable
para su uso en un dispositivo de preparación de bebida, que
comprende una unidad de preparación de bebida según una primera
realización preferida de la presente invención;
la figura 2 muestra esquemáticamente componentes de un
dispositivo de preparación de bebida y el cartucho desechable
mostrado en figura 1, en el que el cartucho desechable está
colocado en el dispositivo de preparación de bebida, y en el que
el cartucho desechable está conectado a elementos del
dispositivo de preparación de bebida;
la figura 3 muestra esquemáticamente un sistema de conductos
de una unidad de preparación de bebida según una segunda
realización preferida de la presente invención;
la figura 4 muestra esquemáticamente un sistema de conductos
de una unidad de preparación de bebida según una tercera
realización preferida de la presente invención; y
la figura 5 muestra esquemáticamente un sistema de conductos
de una unidad de preparación de bebida según una cuarta
realización preferida de la presente invención.
La figura 1 muestra esquemáticamente un cartucho 10
desechable para su uso en un dispositivo de preparación de
bebida, que comprende una unidad 1 de preparación de bebida
según una primera realización preferida de la presente
invención. El cartucho 10 desechable tal como se muestra está
previsto para un solo uso, en otras palabras, sólo es posible
usar el cartucho 10 una vez en un proceso de preparación de una
bebida. Tras haber aplicado el cartucho 10 una vez, ya no puede
volver a usarse, y ya sólo puede tirarse. La figura 2 muestra
esquemáticamente el cartucho 10 desechable y componentes de un
dispositivo 15 de preparación de bebida, en el que el cartucho
10 desechable está colocado en el dispositivo 15 de preparación
de bebida, y en el que el cartucho 10 desechable está conectado
a componentes del dispositivo 15 de preparación de bebida. En la
figura 2, el dispositivo 15 de preparación de bebida en general
está representado por un rectángulo de líneas discontinuas. Para
ser más completos, se observa que el cartucho 10 desechable está
dispuesto de manera extraíble en el dispositivo 15 de
preparación de bebida, de modo que el cartucho 10 puede
extraerse del dispositivo 15 de preparación de bebida después de
que el cartucho 10 se haya hecho funcionar con la finalidad del
preparar una bebida. Por tanto, las conexiones entre el cartucho
10 y los componentes del dispositivo 15 de preparación de bebida
son de carácter temporal.
Además de la unidad 1 de preparación de bebida, el cartucho
10 desechable comprende un primer depósito 21 que contiene un
líquido, por ejemplo leche, y un segundo depósito 22 que
contiene un líquido también, por ejemplo café líquido. En el
ejemplo mostrado, ambos depósitos 21, 22 están conformados como
una bolsa sellada más o menos cuadrada, que puede estar
fabricada proporcionando dos láminas metálicas e interconectando
estas láminas metálicas a lo largo de sus periferias. Esto no
altera el hecho de que los depósitos 21, 22 puedan realizarse de
otro modo adecuado, por ejemplo como un canal en una superficie
de un elemento del cartucho 10 desechable, estando el canal el
canal cubierto por una lámina metálica.
La unidad 1 de preparación de bebida del cartucho 10
desechable comprende un sistema 30 de conductos. En la primera
realización preferida mostrada, el sistema 30 de conductos
comprende una primera combinación de un conducto 31 principal y
un conducto 32 secundario que se fusiona en el conducto 31
principal, en el que una entrada 35 del conducto 31 principal
está conectada a una salida 23 del primer depósito 21. Además,
el sistema 30 de conductos comprende una segunda combinación de
un conducto 41 principal y un conducto 42 secundario que se
fusiona en el conducto 41 principal, en el que una entrada 45
del conducto 41 principal está conectada a una salida 24 del
segundo depósito 22. La entrada 35 del conducto 31 principal de
la primera combinación de conductos 31, 32 funciona como una
primera entrada 35 de líquido del sistema 30 de conductos, y la
entrada 45 del conducto 41 principal de la segunda combinación
de conductos 41, 42 funciona como una segunda entrada 45 de
líquido del sistema 30 de conductos.
En ambas combinaciones de conductos 31, 32; 41, 42, un ángulo entre los ejes longitudinales del conducto 31, 41 principal y el conducto 32, 42 secundario es inferior a 90°, del
orden de aproximadamente 25°. En el ejemplo mostrado, los
conductos 31, 41 principales están dispuestos uno cerca del
otro, y se extienden en paralelo entre sí.
El cartucho 10 desechable que tiene la unidad 1 de
preparación de bebida según la primera realización preferida de
la presente invención puede hacerse funcionar de diversas
maneras. Según una manera posible, en la primera combinación de
conductos 31, 32, se suministra leche por una parte 31a de
entrada del conducto 31 principal, y se suministra vapor por el
conducto 32 secundario. En el proceso, se transfiere momento
desde el vapor a la leche como resultado de lo cual se obtiene
una subpresión local y se genera un flujo de leche. Además, el
vapor se condensa en la leche, como resultado de lo cual se
calienta la leche. Por tanto, la bebida que se obtiene en la
primera combinación de conductos 31, 32 es leche caliente, que
se transporte adicionalmente a través de una parte 31b de salida
del conducto 31 principal.
Asimismo, en la segunda combinación de conductos 41, 42, se
suministra café líquido por una parte 41a entrada del conducto
41 principal, y se suministra vapor por el conducto 42
secundario. En el proceso, se transfiere momento desde el vapor
al café, como resultado de lo cual se obtiene una subpresión
local y se genera un flujo de café. Además, el vapor se condensa
en el café, como resultado de lo cual el café se calienta. Por
tanto, la bebida que se obtiene en la segunda combinación de
conductos 41, 42 es café caliente, que se transporta
adicionalmente a través de una parte 41b de salida del conducto
41 principal.
Los procesos de preparación de bebida que tienen lugar en la
primera combinación de conductos 31, 32 y en la segunda
combinación de conductos 41, 42 pueden realizarse
simultáneamente. Esto no altera el hecho de que también es
posible que estos procesos se realicen uno después del otro. Por
ejemplo, la leche caliente puede prepararse justo después de
haber preparado el café caliente, pudiendo suministrarse el café
caliente y la leche caliente a la misma taza. Además, es posible
hacer funcionar sólo una de las combinaciones de conductos
31,32;41, 42, de modo que se obtenga sólo café caliente o sólo
leche caliente. Está claro que la aplicación de dos
combinaciones de conductos 31, 32; 41, 42 en el sistema 30 de
conductos de la unidad 1 de preparación de bebida del cartucho
10 desechable es ventajosa en vista del hecho de que un usuario
puede elegir entre diferentes formas de hacer funcionar el
cartucho 10.
Dentro del alcance de la presente invención, es posible que
las partes 31b, 41b de salida de los conductos 31, 41
principales estén separadas, y que cada una de estas partes 31b,
41b de salida terminen en su propia salida 39, 49, de la manera
ilustrada en las figuras 1 y 2. Sin embargo, también es posible
que las partes 31b, 41b de salida de los conductos 31, 41
principales se unan en un determinado punto, y que el sistema 30
de conductos comprenda sólo una salida para dejar salir una
bebida. En tal caso, el cartucho 10 no puede aplicarse con el
fin de realizar un suministro simultáneo de dos bebidas
separadas. Aun así, puede ser ventajoso usar un cartucho 10 de
este tipo, por ejemplo en caso de que se desee obtener una
mezcla de bebidas.
Es posible tener una o más entradas para dejar entrar aire
dispuestas en al menos uno de los conductos 31, 32; 41, 42 del
sistema 30 de conductos, de modo que la bebida que finalmente se
obtiene al aplicar la unidad 1 de preparación de bebida según la
primera realización preferida de la presente invención puede
espumarse. Una entrada de este tipo puede cerrarse, por ejemplo
por medio de una válvula, de modo que un usuario pueda elegir si
quiere una bebida espumosa o no. Preferiblemente, la válvula u
otro medio de cierre adecuado forman parte del dispositivo 15 de
preparación de bebida para hacer funcionar el cartucho 10
desechable, de modo que el cartucho 10 puede comprender la menor
cantidad posible de componentes y ser lo más barato posible.
Además, en caso de que el sistema 30 de conductos tenga una
entrada de aire, pueden disponerse obstrucciones dentro del
sistema 30 de conductos para mejorar la calidad y el volumen de
la espuma basándose en un aumento de la resistencia del flujo
y/o un aumento de la agitación.
La unidad 1 de preparación de bebida según la primera
realización preferida de la presente invención también puede
usarse para preparar una bebida fría, por ejemplo. En tal caso,
pueden aplicarse ingredientes tales como sirope y agua.
Según una posibilidad práctica, los conductos 31, 32; 41, 42
están formados como canales en un cuerpo 11 del cartucho 10
desechable. Los canales están cubiertos por medios adecuados (no
mostrados) para cerrar un lado superior de los canales. Un
ejemplo de medios de cierre adecuados es una lámina metálica. Se
observa que los conductos 31, 32; 41, 42 no tienen que
comprender necesariamente canales y medios de cierre, siempre
que los conductos 31, 32; 41, 42 puedan transportar fluidos. Por
ejemplo, los conductos 31, 32; 41, 42 también podrían comprender
tubos. Sin embargo, es ventajoso tener canales y láminas
metálicas para cubrir los canales, ya que un proceso de
fabricación de tal disposición puede ser más sencillo que un
proceso de ensamblaje de varios tubos, dado que el cuerpo 11
puede formarse usando técnicas de moldeo por inyección.
Dentro del alcance de la presente invención, la forma de una
sección transversal de los conductos 31, 32; 41, 42 del sistema
30 de conductos puede ser cualquier forma adecuada. Por ejemplo,
la sección transversal puede ser circular, rectangular, cuadrada
o hexagonal. Una ventaja de una sección transversal circular es
que se obtiene una resistencia al flujo relativamente baja del
conducto 31, 32; 41, 42.
Según la posibilidad mostrada de aplicar el cartucho 10
desechable, la unidad 1 de preparación de bebida se usa con el
fin de preparar café caliente y/o leche caliente, suministrando
vapor para calentar y bombear los líquidos. Con el fin de
obtener un suministro de vapor, el dispositivo 15 de preparación
de bebida para alojar y hacer funcionar el cartucho 10
desechable comprende un generador 16 de vapor. En la figura 2,
se muestra que, cuando el cartucho 10 desechable está colocado
en el dispositivo 15 de preparación de bebida, cada uno de los
conductos 32, 42 secundarios de una combinación de conductos 31,
32; 41, 42 se conecta a un casquillo 17, 18 de vapor del
generador 16 de vapor. Un extremo del conducto 32 secundario de
la primera combinación de conductos 31, 32, que está conectado a
un primer casquillo 17 de vapor del generador 16 de vapor cuando
el cartucho 10 desechable está colocado en el dispositivo 15 de
preparación de bebida, funciona como una primera entrada 36 de
vapor del sistema 30 de conductos, y un extremo del conducto 42
secundario de la segunda combinación de conductos 41, 42, que
está conectado a un segundo casquillo 18 de vapor del generador
16 de vapor cuando el cartucho 10 desechable está colocado en el
dispositivo 15 de preparación de bebida, funciona como una
segunda entrada 46 de vapor del sistema 30 de conductos.
Para ser más completos, se observa que también es posible
tener dos casquillos 17, 18 de vapor disponibles en caso de que
el dispositivo 15 de preparación de bebida comprenda dos
generadores 16 de vapor. Por tanto, un dispositivo 15 de
preparación de bebida con más de un generador 16 de vapor
también entra dentro del alcance de la presente invención.
A continuación se describirá un proceso de preparación de
una bebida, en el que se aplican el cartucho 10 desechable y el
dispositivo 15 de preparación de bebida. Para mayor claridad,
las direcciones de los flujos de entrada y un flujo de salida se
indican mediante flechas en figuras 1 y 2.
Los preparativos del proceso para preparar una bebida
comprenden la etapa de colocar el cartucho 10 desechable en el
dispositivo 15 de preparación de bebida, y colocar un
receptáculo tal como una taza o similar debajo de las salidas
39, 49 del sistema 30 de conductos de la unidad 1 de preparación
de bebida del cartucho 10. En el proceso de poner el cartucho 10
desechable en el lugar adecuado en el dispositivo 15 de
preparación de bebida, se establecen conexiones entre los
casquillos 17, 18 de vapor del generador 16 de vapor del
dispositivo 15 de preparación de bebida y las entradas 36, 46 de
vapor del sistema 30 de conductos de la unidad 1 de preparación
de bebida del cartucho 10.
Cuando se inicia el proceso de preparar la bebida, es
importante que se permita a al menos un líquido fluir desde un
depósito 21, 22 hacia un conducto 31, 41 principal asociado, a
través de una entrada 35, 45 de líquido asociada del sistema 30
de conductos. Dependiendo de la entrada proporcionada por un
usuario, sólo se usará el líquido en el primer depósito 21, sólo
se usará el líquido en el segundo depósito 22, o se usarán ambos
líquidos, simultáneamente, o uno tras otro. A continuación se
describirá un proceso para preparar una bebida en el que ambos
líquidos se usan simultáneamente. Con el fin de permitir que los
líquidos fluyan desde los depósitos 21, 22, se aplican medios
adecuados (no mostrados) para perforar la lámina metálica de los
depósitos 21, 22 en una posición apropiada. Por ejemplo, tales
medios pueden comprender una clavija dispuesta de manera móvil.
El proceso real de preparar la bebida empieza cuando los
líquidos están presentes en los conductos 31, 41 principales de
ambas combinaciones de conductos 31, 32; 41, 42 y el generador
16 de vapor está en marcha, entrando vapor en los conductos 32,
42 secundarios de ambas combinaciones de conductos 31, 32; 41,
42 a través de las entradas 36, 46 de vapor. En cada combinación
de conductos 31, 32; 41, 42, en el otro extremo del conducto 32,
42 secundario, es decir el extremo en el que este conducto 32,
42 secundario se fusiona en el conducto 34,41 principal, se
transfiere momento desde el flujo de vapor hacia el líquido en
el conducto 31, 41 principal, como resultado de lo cual se
obtiene una subpresión local. Bajo la influencia de esta
subpresión local, el líquido se arrastra hacia fuera del
depósito 21, 22, generándose un flujo de líquido, que se dirige
hacia la salida 39, 49 de la unidad 1 de preparación de bebida.
Por tanto, el vapor que se suministra a través de los conductos
32, 42 secundarios de ambas combinaciones de conductos 31, 32;
41, 42 realiza una acción de bombeo sobre los líquidos en los
conductos 31, 41 principales de ambas combinaciones de conductos
31, 32; 41, 42, basándose en un principio denominado como
principio de eyección. En el proceso, el vapor se condensa en
los líquidos, de modo que los líquidos se calientan, y se genera
más subpresión en cada una de las combinaciones de conductos 31,
32; 41, 42.
En caso de que esté presente al menos un conducto de aire,
por ejemplo en la primera combinación de conductos 31, 32, se
aspira aire en el conducto 31 principal, a través del conducto
- de
- aire, y se arrastra en el flujo del líquido y el vapor
- condensado.
- De este modo, se obtiene una bebida caliente
- espumosa.
En cada combinación de conductos 31, 32; 41, 42, una
proporción entre una tasa de flujo obtenida del líquido y una
tasa de flujo del vapor se refiere a una proporción entre un
área de sección transversal del conducto 31, 41 principal y un
área de sección transversal del conducto 32, 42 secundario
asociado. Para una tasa de flujo dada del vapor, la tasa de
flujo obtenida del líquido aumenta cuando el área de sección
transversal del conducto 32, 42 secundario disminuye con
respecto al área de sección transversal del conducto 31, 41
principal. Por tanto, es una opción preferida tener una unidad 1
de preparación de bebida en la que un área de sección
transversal de los conductos 32, 42 secundarios es menor que un
área de sección transversal de los conductos 31, 41 principales.
Dentro del alcance de la presente invención, es posible que
se apliquen medidas con el fin de restringir localmente al menos
uno de los flujos de los líquidos. Por ejemplo, una parte del
conducto 31 principal de la primera combinación de conductos 31,
32 puede estrecharse, o bien pueden disponerse obstáculos en
este conducto 31. De este modo, se obtiene una posibilidad de
adaptar una tasa de flujo del líquido. Dentro del alcance de la
presente invención, la extensión en la que se restringe
localmente el flujo del líquido puede ser ajustable. Puesto que
el líquido se calienta por el vapor, es ventajoso tener una
posibilidad de controlar la tasa de flujo del líquido, ya que,
de este modo, se crea una posibilidad de controlar la
temperatura resultante de la mezcla que se obtiene basándose en
el líquido y el vapor. En general, la temperatura resultante de
la mezcla aumenta cuando aumenta la restricción en el flujo del
líquido.
En cada combinación de conductos 31, 32; 41, 42, con el fin
de tener una adecuada acción de bombeo, es importante que el
ángulo entre el conducto 31, 41 principal y el conducto 32,42 secundario sea inferior a 90°. En caso de que el ángulo sea de 90°, el flujo de vapor prácticamente no provocaría un flujo del líquido en el conducto 31, 41 principal, ya que en ese caso, el vapor no tendría un momento en una dirección en la que se permite un movimiento del líquido, es decir una dirección en la que se extiende el eje longitudinal del conducto 31, 41
principal. En caso de que el ángulo sea superior a 90°, la influencia del flujo de vapor sobre el líquido en el conducto 31, 41 principal sólo provocará que el líquido fluya hacia atrás, es decir en una dirección hacia el depósito 21, 22. Cuando el líquido es leche, se obtiene un buen rendimiento de la unidad 1 de preparación de bebida cuando el ángulo entre el conducto 31, 41 principal y el conducto 32, 42 secundario es de aproximadamente 25°.
En el ejemplo mostrado, el sistema 30 de conductos de la
unidad 1 de preparación de bebida comprende dos combinaciones de
un conducto 31, 41 principal y un conducto 32, 42 secundario que
se fusiona en el conducto 31, 41 principal. Sin embargo, dentro
del alcance de la presente invención, el sistema 30 de conductos
puede comprender más de dos combinaciones de conductos 31, 32;
41, 42. Además, en el ejemplo mostrado, el generador 16 de vapor
comprende dos casquillos 17, 18 de vapor. Cuando el cartucho 10
se aloja en el dispositivo 15 de preparación de bebida, cada uno
de los casquillos 17, 18 de vapor se conecta a otro de los
conductos 32, 42 secundarios que forman parte del sistema 30 de
conductos de la unidad 1 de preparación de bebida del cartucho
- 10.
- De este modo, se consigue que ambas combinaciones de
- conductos
- 31, 32; 41, 42 estén directamente conectadas al
- generador
- 16 de vapor, y que el diseño del sistema 30 de
conductos pueda ser relativamente sencillo, dado que hay
disponibles dos elementos de suministro de vapor para su
conexión al sistema 30 de conductos, uno para cada entrada 36,
46 de los conductos secundarios 32, 42 del sistema 30 de
conductos.
El dispositivo 15 de preparación de bebida mostrado
esquemáticamente en la figura 2 no sólo puede alojar y hacer
funcionar cartuchos 10 que tienen una unidad 1 de preparación de
bebida en la que están presentes al menos dos combinaciones de
conductos 31, 32; 41, 42, y en la que están presentes al menos
dos entradas 36, 46 de vapor, también es posible usar el
dispositivo 15 de preparación de bebida con el fin de alojar y
hacer funcionar un cartucho que sólo tenga una entrada de vapor.
En tal caso, sólo uno de los casquillos 17, 18 de vapor del
generador 16 de vapor del dispositivo de preparación de bebida
está en comunicación con el sistema 30 de conductos de la unidad
de preparación de bebida del cartucho, mientras que el otro de
estos casquillos 17, 18 de vapor está cerrado. Por tanto, el
dispositivo 15 de preparación de bebida puede aplicarse de
muchas formas diferentes, con el fin de alojar y hacer funcionar
muchos cartuchos diferentes. Ésta es una ventaja importante con
respecto a los dispositivos de preparación de bebida en los que
sólo hay disponible una conexión a un generador 16 de vapor.
No es necesario que el cartucho 10 desechable esté dotado de
depósitos 21, 22 que contengan los líquidos que van a usarse en
el proceso de prelación de la bebida. También es posible que el
dispositivo 15 de preparación de bebida comprenda al menos un
depósito, en el que la entrada 35, 45 de líquido de un conducto
31, 41 principal puede conectarse al depósito, y en el que puede
establecerse una comunicación abierta entre el conducto 31, 41
principal y el depósito una vez alojado el cartucho 10 en el
dispositivo 15 de preparación de bebida. Además, es posible usar
al menos un depósito externo, que incluso puede ser una caja de
cartón que contiene el líquido, y aplicar un tubo flexible para
poner el conducto 31, 41 principal en comunicación con el
líquido en el depósito externo.
En principio, es posible aplicar un cartucho previsto para
más usos que un único uso. Un cartucho de este tipo puede tener
el mismo diseño que el cartucho 10 desechable mostrado. En caso
de que el cartucho comprenda al menos un depósito 21, 22, este
depósito 21, 22 está dispuesto para ser recargable, o bien este
depósito 21, 22 comprende una cantidad de líquido adaptada para
usarse un número predeterminado de usos, siendo el número más de
uno. En caso de que el cartucho no tenga un depósito 21, 22,
depende del usuario decidir cuántas veces usará el cartucho
antes de tirarlo.
El dispositivo 15 de preparación de bebida puede disponerse
para suministrar diferentes cantidades de bebida, dependiendo de
la elección del usuario. Por ejemplo, el usuario puede elegir
tener una única cantidad de bebida o una cantidad doble de
bebida. En tal caso, los depósitos 21, 22 del cartucho 10
desechable pueden comprender cantidades dobles de líquido, de
modo que el cartucho 10 desechable sea adecuado para usarse dos
veces con el fin de preparar una única cantidad de bebida o una
vez con el fin de preparar una cantidad doble de bebida.
Con respecto al generador 16 de vapor, se observa que el
dispositivo 15 de preparación de bebida puede comprender un
depósito de agua rellenable para contener agua y una disposición
de suministro de agua para suministrar al generador 16 de vapor
durante el funcionamiento del dispositivo 15 de preparación de
bebida, de cualquier manera adecuada conocida en sí misma.
También es posible que el generador 16 de vapor esté conectado a
la red general de abastecimiento de agua. Además, se observa que
en caso de que uno o más de los fluidos usados con el fin de
preparar una bebida aplicando la unidad 1 de preparación de
bebida comprenda agua, la entrada o entradas pertinentes del
sistema 30 de conductos de la unidad 1 de preparación de bebida
también puede conectarse al depósito de agua o a la red general
de abastecimiento de agua.
En el ejemplo mostrado, el generador 16 de vapor comprende
dos casquillos 17, 18 de vapor, en el que el generador 16 de
vapor puede suministrar vapor en dos posiciones diferentes.
Cuando el cartucho 10 se hace funcionar con el fin de preparar
dos bebidas una tras otra, es ventajoso que el dispositivo 15 de
preparación de bebida tenga medios de cierre controlable, por
ejemplo una válvula controlable, adaptados para mantener un
casquillo 17, 18 de vapor cerrado cuando este casquillo 17, 18
de vapor no tiene que suministrar vapor, y para dejar un
casquillo 17, 18 de vapor abierto mientras se necesite un
suministro de vapor desde este casquillo 17, 18 de vapor. Por
ejemplo, cuando el cartucho 10 se usa en un proceso de
preparación de café primero y de preparación de leche caliente
sólo después de haber preparado el café, los medios de cierre se
controlan para mantener en primer lugar un casquillo 17 de vapor
que está conectado a la primera combinación de conductos 31, 32
del sistema 30 de conductos de la unidad 1 de preparación de
bebida del cartucho 10 cerrado, mientras que se deja el
casquillo 18 de vapor que está conectado a la segunda
combinación de conductos 41, 42 del sistema 30 de conductos de
la unidad 1 de preparación de bebida del cartucho 10 abierto, y
para después mantener este último casquillo 18 de vapor cerrado,
mientras se deja el primer casquillo 17 de vapor abierto.
En principio, también es posible que el cartucho 10 esté
conectado sólo a un casquillo 17, 18 de vapor del generador 16
de vapor, y que el cartucho 10 esté equipado con medios de
cierre para dejar que el vapor fluya a sólo una de las
combinaciones de conductos 31, 32; 41, 42 cada vez. Sin embargo,
ésta no es una posibilidad preferida, ya que el cartucho 10 es
desechable, y los medios de cierre son relativamente caros.
Además, los medios de cierre ocupan espacio, mientras que se
prefiere tener un cartucho 10 compacto. Además, una ventaja de
colocar los medios de cierre en el dispositivo 15 de preparación
de bebida es que es fácil proporcionar corriente eléctrica a los
medios de cierre, lo cual es necesario para controlar los medios
de cierre. En caso de que los medios de cierre estén presentes
en el cartucho 10, será necesario adoptar medidas para
garantizar que se establece una adecuada conexión de los medios
de cierre a cables eléctricos o similares cuando el cartucho 10
se coloca en el dispositivo 15 de preparación de bebida.
La unidad 1 de preparación de bebida según la presente
invención comprende un sistema 30 de conductos. Dentro del
alcance de la presente invención, existen numerosas
posibilidades para el número de conductos del sistema 30 de
conductos y la configuración de estos conductos. El sistema 30
de conductos puede diseñarse como el sistema 30 de conductos
mostrado en las figuras 1 y 2, aunque también puede tener un
diseño diferente. A continuación se explicarán varios diseños
posibles diferentes con referencia a las figuras 3-5. Se observa
que todos los sistemas 30 de conductos mostrados son adecuados
para formar parte de una unidad de preparación de bebida de un
cartucho que está adaptado para hacerse funcionar por un
dispositivo 15 de preparación de bebida tal como el mostrado en
la figura 2. Para mayor claridad, las direcciones de los flujos
que están presentes en el sistema 30 de conductos mostrado
durante el funcionamiento se indican mediante flechas en las
figuras.
En la figura 3 se muestra un sistema 30 de conductos de una
unidad 2 de preparación de bebida según una segunda realización
preferida de la presente invención.
Al igual que la unidad 1 de preparación de bebida según la
primera realización preferida de la presente invención, la
unidad 2 de preparación de bebida según la segunda realización
preferida de la presente invención comprende dos combinaciones
de conductos, en el que cada combinación de conductos sirve para
preparar una bebida. De hecho, cada una de las combinaciones de
conductos comprende dos bombas de eyección dispuestas en serie,
en el que cada bomba comprende un conducto principal y un
conducto secundario que se fusiona en el conducto principal.
Una primera combinación de conductos comprende un conducto
31 principal, un conducto 32 secundario, y un conducto 33
intermedio. Una primera bomba de eyección comprende el conducto
32 secundario y el conducto 33 intermedio, fusionándose el
conducto 32 secundario en el conducto 33 intermedio, y una
segunda bomba de eyección comprende el conducto 31 principal y
una parte 33b de salida del conducto 33 intermedio, fusionándose
la parte 33b de salida del conducto 33 intermedio en el conducto
31 principal. En la primera bomba de eyección, un ángulo entre el conducto 33 intermedio y el conducto 32 secundario es inferior a 90°, del orden de aproximadamente 25°. En la segunda bomba de eyección, se aplica lo mismo a un ángulo entre el conducto 31 principal y la parte 33b de salida del conducto 33 intermedio. Una segunda combinación de conductos está diseñada del mismo modo que la primera combinación de conductos, y comprende un primer conducto 43, un segundo conducto 42 y un tercer conducto 41, que están configurados del mismo modo que los conductos 31, 32, 33 de la primera combinación de conductos.
La unidad 2 de preparación de bebida según la segunda
realización preferida de la presente invención puede usarse con
el fin de preparar diversas bebidas. En una aplicación práctica,
en cada una de las combinaciones de conductos 31, 32, 33; 41,
42, 43, una parte 33a, 43a entrada del conducto 33, 43
intermedio se usa con el fin de transportar agua fría, el
conducto 32, 42 secundario se usa con el fin de transportar
vapor y una parte 31a, 41a entrada del conducto 31, 41 principal
se usa con el fin de transportar un líquido tal como concentrado
de leche o extracto de café líquido. En tal caso, durante el
funcionamiento, el agua fría se bombea por el vapor, bajo la
influencia de una subpresión que se obtiene como resultado de
una transferencia de momento desde el vapor hacia el agua, y el
agua fría se calienta por el vapor, mientras que el vapor se
condensa en el agua. De este modo, se obtiene agua caliente, que
se transporta a través de una parte 33b, 43b de salida del
conducto 33, 43 intermedio hacia el conducto 31, 41 principal.
Bajo la influencia del agua caliente que se emite por la primera
bomba de eyección, el líquido en el conducto 31, 41 principal se
bombea, y se diluye y calienta. Este líquido se transporta hacia
una salida 39; 49 del sistema 30 de conductos por una parte 31b,
41b de salida del conducto 31, 41 principal.
Según una posibilidad práctica para aplicar la unidad 2 de
preparación de bebida según la segunda realización preferida de
la presente invención, el fluido que se suministra por la parte
31a entrada del conducto 31 principal de la primera combinación
de conductos 31, 32, 33 es concentrado de leche, y el fluido que
se suministra por la parte 41a de entrada del conducto 41
principal de la segunda combinación de conductos 41, 42, 43 es
extracto de café líquido. Preferiblemente, un dispositivo de
preparación de bebida en el que se aplica un cartucho que tiene
la unidad 2 de preparación de bebida está adaptado para hacer
funcionar una de las combinaciones de conductos 31, 32, 33; 41,
42, 43 o ambas combinaciones de conductos 31, 32, 33; 41, 42,
43, simultáneamente o una tras otra, según la entrada que
representa los deseos de un usuario del dispositivo de
preparación de bebida. Por ejemplo, el cartucho puede usarse con
el fin de obtener una mezcla de café caliente y leche caliente,
café caliente sobre leche caliente, leche caliente sobre café
caliente, leche caliente, y café caliente.
Muchas de las observaciones que se han hecho con respecto a
la unidad 1 de preparación de bebida según la primera
realización preferida de la presente invención son también
aplicables a la unidad 2 de preparación de bebida según la
segunda realización preferida de la presente invención. Entre
otras cosas, también es posible tener una o más entradas para
dejar entrar aire dispuestas en al menos uno de los conductos
31, 32, 33; 41, 42, 43 del sistema 30 de conductos, de modo que
la bebida que finalmente se obtiene aplicando la unidad 2 de
preparación de bebida según la segunda realización preferida de
la presente invención pueda ser espumosa. Además, también es
posible que esta unidad 2 de preparación de bebida comprenda más
de dos combinaciones de conductos 31, 32, 33; 41, 42, 43.
Es importante observar que, cuando un cartucho que tiene la
unidad 2 de preparación de bebida se coloca en un dispositivo 15
de preparación de bebida, al menos dos entradas del cartucho,
que están asociadas a los conductos 32, 42 secundarios del
sistema 30 de conductos de la unidad 2 de preparación de bebida,
están conectadas al generador 16 de vapor del dispositivo 15 de
preparación de bebida, en particular a los casquillos 17, 18 de
vapor del generador 16 de vapor. Como resultado, el diseño del
sistema 30 de conductos puede ser relativamente sencillo. Los
conductos 31, 32, 33; 41, 42, 43 del sistema 30 de conductos
pueden ser lo más cortos posible, y tener pequeños pliegues o
incluso ningún pliegue en absoluto. Además, el sistema de
conductos puede diseñarse para ser más o menos simétrico. Todas
estas medidas dan como resultado un cartucho compacto que tiene
una baja resistencia al flujo y pocas pérdidas de calor.
Se observa que también entra dentro del alcance de la
presente invención un cartucho en el que el sistema 30 de
conductos de la unidad de preparación de bebida comprende sólo
dos bombas de eyección dispuestas en serie, en el que cada bomba
comprende un conducto principal y un conducto secundario que se
fusiona en el conducto principal, y en el que un conducto
principal de una de estas bombas de eyección funciona como
conducto secundario de otra de estas bombas de eyección. De
hecho, en tal caso, el sistema 30 de conductos comprende una
combinación de conductos que se asemeja a una de las
combinaciones de conductos 31, 32, 33; 41, 42, 43 que forman
parte del sistema 30 de conductos de la unidad 2 de preparación
de bebida según la segunda realización preferida de la presente
invención. Los fluidos que se transportan por el conducto 32
secundario y el conducto 33 intermedio han de considerarse ambos
como fluidos que han de aplicarse en un flujo de fluido de
bombeo. El fluido que se transporta por el conducto 33
intermedio se aplica en un flujo de fluido de bombeo para
bombear el fluido en el conducto 31 principal, tras haberse
puesto en movimiento bajo la influencia del fluido suministrado
por el conducto 32 secundario.
En la figura 4 se muestra un sistema 30 de conductos de una
unidad 3 de preparación de bebida según una tercera realización
preferida de la presente invención.
Al igual que la unidad de preparación de bebidas explicada
anteriormente, la unidad 3 de preparación de bebida según la
tercera realización preferida de la presente invención comprende
dos combinaciones de conductos, donde cada combinación de
conductos sirve para preparar una bebida, y donde cada
combinación de conductos comprende un conducto 31, 41 principal
y un conducto 32, 42 secundario. En cada combinación de
conductos 31, 32; 41, 42, el conducto 31, 41 principal está
adaptado para suministrar un primer fluido y para recibir un
segundo fluido, estando adaptado el conducto 32, 42 secundario
para suministrar el segundo fluido, y estando dispuesto para
fusionarse en el conducto 31 principal.
Se observa que, aunque esto no se muestra en la figura 4, es
posible tener una o más entradas para dejar entrar aire
dispuestas en uno de los conductos 31, 32; 41, 42. En tal caso,
es posible suministrar aire con el fin de formar espuma. Además,
es posible que el sistema 30 de conductos comprenda más de dos
combinaciones de conductos 31, 32; 41, 42. Dentro del alcance de
la presente invención, otras posibilidades y alternativas son
factibles, incluyendo varias de las posibilidades y alternativas
mencionadas con respecto a la unidad 1 de preparación de bebida
según la primera realización preferida de la presente invención.
En cada combinación de los conductos 31, 32; 41, 42, el
conducto 31, 41 principal comprende una parte 31c, 41c
ensanchada en las posiciones en las que el conducto 32, 42
secundario se fusiona en el conducto 31, 41 principal, que en lo
sucesivo en el presente documento se denominarán cámara 31c,
41c. Una parte 32a, 42a de extremo del conducto 32, 42
secundario, que está conectada al conducto 31, 41 principal,
está restringida. Por tanto, cada combinación de conductos 31,
32; 41, 42 está adaptada para permitir que un flujo del segundo
fluido que se suministra por el conducto 32, 42 secundario
realice una acción de bombeo del primer fluido que se suministra
por el conducto 31, 41 principal, de modo que no es necesario
tener una bomba separada para bombear el primer fluido. En
particular, cada combinación de conductos 31, 32; 41, 42 está
adaptada para permitir que un flujo del segundo fluido realice
una acción de bombeo del primer fluido basándose en el principio
de Venturi, según el cual un primer fluido se aspira en una
cámara bajo la influencia de una subpresión local que se obtiene
conduciendo sucesivamente un segundo fluido a través de una
restricción y suministrando este segundo fluido a la cámara.
Durante el funcionamiento de la unidad 3 de preparación de
bebida según la tercera realización preferida de la presente
invención, en cada combinación de conductos 31, 32; 41, 42, el
segundo fluido que se suministra por el conducto 32, 42
secundario se aplica con el fin de bombear el primer fluido,
obteniéndose un flujo del primer fluido bajo la influencia del
flujo del segundo fluido. En particular, en el conducto 32, 42
secundario, el segundo fluido se presuriza por la parte 32a, 42a
de extremo restringida antes de que el segundo fluido entre en
la cámara 31c, 41c. En la cámara 31c, 41c, se crea una
subpresión, bajo la influencia de la cual el primer fluido se
bombea hacia el interior de la cámara 31c, 41c. Además, en la
cámara 31c, 41c, el primer fluido y el segundo fluido se
mezclan. Asimismo, en caso de que los fluidos estén inicialmente
a diferentes temperaturas, tiene lugar en la cámara 31c, 41c una
transferencia de calor desde el fluido a la temperatura más alta
hacia el fluido a la temperatura más baja.
Para ser más completos, se observa que, con el fin de
obtener una acción de bombeo eficaz del flujo del segundo fluido
sobre el flujo del primer fluido en el conducto 31, 41
principal, el flujo del segundo fluido se suministra con un
ángulo de 90° con respecto al flujo del primer fluido.
Muchas de las observaciones que se han hecho con respecto a
la unidad 1 de preparación de bebida según la primera
realización preferida de la presente invención son también
aplicables a la unidad 3 de preparación de bebida según la
tercera realización preferida de la presente invención. Entre
otras cosas, también es posible tener una o más entradas para
dejar entrar aire dispuestas en al menos uno de los conductos
31, 32; 41, 42 del sistema 30 de conductos, de modo que la
bebida que finalmente se obtiene aplicando la unidad 3 de
preparación de bebida según la tercera realización preferida de
la presente invención puede ser espumosa. Además, también es
posible que esta unidad 3 de preparación de bebida comprenda más
de dos combinaciones de conductos 31, 32; 41, 42.
Un cartucho que tiene la unidad 3 de preparación de bebida
según la tercera realización preferida de la presente invención
puede colocarse en un dispositivo 15 de preparación de bebida
para hacer funcionar el cartucho. En caso de que el dispositivo
15 de preparación de bebida comprenda un generador 16 de vapor
para suministrar vapor, y de que se aplique vapor como segundo
fluido que sirve para el bombeo del primer fluido, al menos dos
entradas del cartucho, que están asociadas a los conductos 32,
42 secundarios del sistema 30 de conductos de la unidad 3 de
preparación de bebida, están conectadas al generador 16 de vapor
del dispositivo 15 de preparación de bebida, en particular a dos
casquillos 17, 18 de vapor del generador 16 de vapor. Como
resultado, el diseño del sistema 30 de conductos puede ser
relativamente sencillo, por los motivos que ya se han mencionado
anteriormente.
En la figura 5 se muestra un sistema 30 de conductos de una
unidad 4 de preparación de bebida según una cuarta realización
preferida de la presente invención. Este sistema 30 de conductos
comprende un conducto 51 principal, dos conductos 52, 53 de
distribución, y dos pares de conductos 54a, 54b, 55a, 55b
secundarios, en el que cada par de conductos 54a, 54b, 55a, 55b
secundarios está formado como dos ramales de un conducto 52, 53
de distribución, y en el que todos los conductos 54a, 54b, 55a,
55b secundarios se fusionan en el conducto 51 principal. En el
ejemplo mostrado, los conductos 52, 53 de distribución se
extienden en lados opuestos del conducto 51 principal, y los
pares de conductos 54a, 54b, 55a, 55b secundarios están
dispuestos igualmente en lados opuestos del conducto 51
principal. Además, los diversos conductos 54a, 54b, 55a, 55b
secundarios se fusionan en el conducto 51 principal en
diferentes posiciones a lo largo del eje longitudinal del
conducto 51 principal.
Dentro del alcance de la presente invención, el número de
conductos 54a, 54b, 55a, 55b secundarios asociados a un conducto
52, 53 de distribución puede ser superior a dos, y el número de
conductos 52, 53 de distribución que tienen al menos dos ramales
(conductos 54a, 54b, 55a, 55b secundarios) también puede ser
superior a dos. Se prefiere que los conductos 54a, 54b, 55a, 55b
secundarios asociados a diferentes conductos 52, 53 distribución
se fusionen en el conducto 51 principal en lados diferentes del
conducto 51 principal, aunque esto no es necesario dentro del
alcance de la presente invención.
El conducto 51 principal está adaptado para suministrar un
fluido y para recibir uno o más fluidos diferentes desde los
conductos 52, 53 de distribución, a través de los conductos 54a,
54b, 55a, 55b secundarios. Ambos conductos 52, 53 de
distribución están adaptados para suministrar un fluido,
pudiendo aplicarse los conductos 52, 53 de distribución con el
fin de transportar diferentes fluidos, o con el fin de
transportar el mismo fluido. Por ejemplo, el conducto 51
principal se aplica para suministrar un líquido tal como leche,
y ambos conductos 52, 53 de distribución se aplican para
suministrar vapor. En tal caso, durante el funcionamiento de la
unidad 4 de preparación de bebida, el vapor se suministra al
conducto 51 principal en cuatro puntos, a través de los dos
pares de conductos 54a, 54b, 55a, 55b secundarios. En el
proceso, debido a la configuración de los conductos 54a, 54b,
55a, 55b secundarios, el vapor se suministra en partes, en
diferentes posiciones en el conducto 51 principal; y el riesgo
de ebullición local del líquido se reduce, al tiempo que se
mejora el proceso de mezcla del líquido y el vapor.
Además de los conductos 51, 52, 53, 54a, 54b, 55a, 55b
mostrados, el sistema 30 de conductos de la unidad 4 de
preparación de bebida también puede comprender al menos un
conducto de aire para dejar entrar aire a al menos uno de estos
otros conductos 51, 52, 53, 54a, 54b, 55a, 55b del sistema 30 de
conductos, para obtener espuma.
La unidad 4 de preparación de bebida está adaptada para
aplicarse en un dispositivo 15 de preparación de bebida, y puede
formar parte de un cartucho desechable, por ejemplo.
Preferiblemente, un cartucho de este tipo comprende dos
entradas, en el que cada entrada está asociada a un conducto 52,
53 de distribución, de modo que el cartucho puede tener un
diseño relativamente sencillo, en el que los diversos conductos
en el cartucho pueden ser relativamente cortos y tener pocos
pliegues. Como resultado, la resistencia al flujo del cartucho
puede ser menor, pueden reducirse las pérdidas de calor, y puede
realizarse un suministro equilibrado de fluido(s) desde los
conductos 52, 53 de distribución al conducto 51 principal, a
través de los conductos 54a, 54b, 55a, 55b secundarios. En caso
de que los conductos 52, 53 de distribución se usen con el fin
de suministrar vapor, un cartucho con la unidad 4 de preparación
de bebida puede hacerse funcionar por un dispositivo 15 de
preparación de bebida tal como el mostrado en la figura 2, que
tiene dos casquillos 17, 18 de vapor que pueden conectarse a las
entradas del cartucho.
Resultará evidente para un experto en la técnica que el
alcance de la presente invención no está limitado a los ejemplos
explicados anteriormente, sino que son posibles diversas
variaciones y modificaciones de los mismos sin desviarse del
alcance de la presente invención tal como se define en las
reivindicaciones adjuntas.
El sistema 30 de conductos de la unidad 1 de preparación de
bebida según la primera realización preferida de la presente
invención comprende dos bombas de eyección dispuestas en
paralelo, mientras que el sistema 30 de conductos de la unidad 3
de preparación de bebida según la tercera realización preferida
de la presente invención comprende dos bombas de Venturi
dispuestas en paralelo. Dentro del alcance de la presente
invención, también es posible que una unidad de preparación de
bebida comprenda combinaciones de conductos que formen bombas de
diferentes tipos. Por ejemplo, una unidad de preparación de
bebida con una bomba de eyección y una bomba de Venturi,
dispuestas en paralelo, está cubierta por las reivindicaciones
adjuntas. En principio, el número de bombas puede elegirse
libremente, y lo mismo se aplica al tipo de bombas, pudiendo
aplicarse varios tipos de bombas en una unidad de preparación de
bebida.
En el sistema 30 de conductos de la unidad 1, 2, 3, 4 de
preparación de bebida, una entrada puede disponerse para dejar
entrar una sustancia seca, tal como cacao en polvo, al sistema
30 de conductos. En tal caso, el proceso de preparar una bebida
también implica añadir la sustancia seca.
En lo que antecede se ha dado a conocer un sistema para
preparar una bebida, que comprende un dispositivo 15 de
preparación de bebida y un cartucho 10 que se dispone de manera
extraíble en el dispositivo 15 de preparación de bebida. El
cartucho 10 comprende una unidad 1, 2, 3, 4 de preparación de
bebida que tiene un sistema 30 de conductos para transportar
flujos de fluido, por ejemplo flujos de vapor y flujos de
líquido en varias realizaciones preferidas, el sistema 30 de
conductos comprende dos combinaciones de conductos 31, 32, 33;
41, 42, 43, en el que la disposición de los conductos 31, 32,
33; 41, 42, 43 de cada combinación está adaptada para permitir
que al menos un flujo de fluido realice una acción de bombeo
sobre otro flujo de fluido. El dispositivo 15 de preparación de bebida comprende al menos dos elementos 17, 18 de suministro para suministrar fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo, en el que cada elemento 17, 18 de suministro 5 está en comunicación con otra combinación de conductos 31, 32, 33; 41, 42, 43 del sistema 30 de conductos. Puesto que cada una de las combinaciones de conductos 31, 32, 33; 41, 42, 43 está asociada con una entrada 36, 46 diferente, y las entradas 36, 46 pueden estar situadas en diferentes posiciones en el cartucho 10 10, se consigue que el sistema 30 de conductos pueda tener un diseño relativamente sencillo, en el que cada uno de los conductos 32, 42 para transportar el fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo puede estar directamente conectado a otra de estas entradas 36,46. Además, como el 15 dispositivo 15 de preparación de bebida comprende al menos dos elementos 17, 18 de suministro para suministrar el fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo, el dispositivo 15 de preparación de bebida es adecuado para usarse con el fin de alojar y hacer funcionar varios tipos de cartuchos, incluyendo
20 cartuchos 10 que tienen al menos dos entradas 36, 46 para dejar entrar el fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo.
Claims (19)
- REIVINDICACIONES1. Sistema para preparar una bebida, que comprende un dispositivo (15) de preparación de bebida y un cartucho
- (10)
- que se dispone de manera extraíble en la dispositivo
- (15)
- de preparación de bebida; en el que el cartucho (10) comprende una unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida que tiene una sistema (30) de conductos para transportar flujos de fluidos; en el que la disposición de conductos del sistema (30) de conductos está adaptada para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción de bombeo sobre otro flujo de fluido; en el que el dispositivo (15) de preparación de bebida comprende al menos dos elementos (17, 18) de suministro para suministrar al sistema (30) de conductos el fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo; y en el que al menos uno de los elementos (17, 18) de suministro del dispositivo (15) de preparación de bebida está en comunicación con el sistema (30) de conductos de la unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida del cartucho (10).
-
- 2.
- Sistema según la reivindicación 1, en el que cada uno de los elementos (17, 18) de suministro del dispositivo (15) de preparación de bebida está en comunicación con el sistema (30) de conductos de la unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida del cartucho (10), y en el que las salidas de los elementos (17, 18) de suministro están conectadas a diferentes entradas (36, 46) del sistema (30) de conductos.
-
- 3.
- Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que los elementos (17, 18) de suministro del dispositivo (15) de preparación de bebida están adaptados para suministrar diferentes fluidos.
-
- 4.
- Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que el dispositivo (15) de preparación de bebida comprende un
aparato (16) para suministrar un tipo de fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo, y en el que al menos dos elementos (17, 18) de suministro están conectados a este aparato(16). -
- 5.
- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se proporcionan medios de cierre controlable para mantener un elemento (17, 18) de suministro cerrado cuando este elemento (17, 18) de suministro no necesita suministrar fluido, y para dejar un elemento (17, 18) de suministro abierto mientras se necesite un suministro de fluido desde este elemento (17, 18) de suministro.
-
- 6.
- Cartucho (10) para su uso en un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende una unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida que tiene un sistema (30) de conductos para transportar fluidos; en el que la disposición de conductos del sistema (30) de conductos está adaptada para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción de bombeo sobre otro flujo de fluido; y en el que el sistema (30) de conductos tiene al menos dos entradas (36, 46) para dejar entrar fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo.
-
- 7.
- Cartucho (10) según la reivindicación 6, en el que el sistema (30) de conductos comprende al menos un conducto (31, 33, 41, 51) principal y al menos dos conductos (32, 33b, 42, 43b, 54a, 54b, 55a, 55b) secundarios que se fusionan en tal conducto principal (31, 33, 41, 51), en el que los conductos (32, 33b, 42, 43b, 54a, 54b, 55a, 55b) secundarios están adaptados para transportar un flujo de fluido de bombeo, y en el que el conducto (31, 33, 41, 51) principal está adaptado para transportar un flujo de fluido bombeado.
-
- 8.
- Cartucho (10) según la reivindicación 7, en el que cada conducto secundario (32, 42) está asociado con otra entrada
(36, 46) para dejar entrar fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo. -
- 9.
- Cartucho (10) según la reivindicación 7, en el que el sistema (30) de conductos comprende más de dos conductos (54a, 54b, 55a, 55b) secundarios y al menos un conducto (52, 53) de distribución asociado con una entrada para dejar entrar fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo, en el que el conducto (52, 53) de distribución está conectado a al menos dos conductos (54a, 54b, 55a, 55b) secundarios.
-
- 10.
- Cartucho (10) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el sistema (30) de conductos comprende al menos dos combinaciones de un conducto (31, 41) principal y al menos un conducto (32, 42) secundario, en el que cada combinación está asociada con otra entrada (36, 46) para dejar entrar fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo.
-
- 11.
- Cartucho (10) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que la disposición de conductos del sistema (30) de conductos está adaptada para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción de bombeo sobre otro flujo de fluido bajo la influencia de una subpresión local que se obtiene basándose en una transferencia de momento desde el flujo de fluido de bombeo al flujo de fluido bombeado.
-
- 12.
- Cartucho (10) según la reivindicación 11, en el que un eje longitudinal de un conducto (32, 33b, 42, 43b, 54a, 54b, 55a, 55b) para transportar el flujo de fluido de bombeo se
extiende en un ángulo () inferior a 90° con respecto a un eje longitudinal de un conducto (31, 33, 41, 51) para transportar el flujo de fluido bombeado a la posición en la que el primer conducto (32, 33b, 42, 43b, 54a, 54b, 55a, 55b) se fusiona en el segundo conducto (31, 33, 41, 51). -
- 13.
- Cartucho (10) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que la disposición de conductos del sistema (30)
de conductos está adaptada para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción de bombeo sobre otro flujo de fluido bajo la influencia de una subpresión local que se obtiene teniendo una restricción (32a, 42a) en un conducto (32, 42) para transportar el flujo de fluido de bombeo en la proximidad de una posición en la que este conducto (32, 42) se fusiona en un conducto (31, 41) para transportar el flujo de fluido bombeado. -
- 14.
- Cartucho (10) según la reivindicación 13, en el que una parte (32a, 42a) de extremo del conducto (32, 42) para transportar el flujo de fluido de bombeo, a través de la cual este conducto (32, 42) está conectado al conducto (31, 41) para transportar el flujo de fluido bombeado, está restringida, y en el que una parte (31c, 41c) del conducto (31, 41) para transportar el flujo de fluido bombeado, en la que se fusiona el conducto (32, 42) para transportar el flujo de fluido de bombeo, está ensanchada.
-
- 15.
- Cartucho (10) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14, que comprende al menos un depósito (21, 22) que contiene un ingrediente para bebida.
-
- 16.
- Cartucho (10) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 15, en el que el sistema (30) de conductos comprende al menos una entrada de aire para dejar entrar aire en el sistema (30) de conductos.
-
- 17.
- Dispositivo (15) de preparación de bebida para su uso en un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende: -un espacio para alojar un cartucho (10) que comprende una unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida que tiene un sistema (30) de conductos para transportar flujos de fluidos, en el que la disposición de conductos del sistema
(30) de conductos está adaptada para permitir que al menos un flujo de fluido realice una acción de bombeo sobre otro flujo de fluido; y-al menos dos elementos (17, 18) de suministro para suministrar al sistema (30) de conductos de la unidad (1, 2, 3, 4) de preparación de bebida del cartucho (10) el fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo.5 18. Dispositivo (15) de preparación de bebida según la reivindicación 17, en el que los elementos (17, 18) de suministro están adaptados para suministrar diferentes fluidos. - 19. Dispositivo (15) de preparación de bebida según la10 reivindicación 17, que comprende un aparato (16) para suministrar un fluido que ha de aplicarse en un flujo de fluido de bombeo, en el que al menos dos elementos (17, 18) de suministro están conectados a este aparato (16).
- 20. Dispositivo (15) de preparación de bebida según cualquiera15 de las reivindicaciones 17 a 19, en el que se proporcionan medios de cierre controlable para mantener un elemento (17, 18) de suministro cerrado cuando este elemento (17, 18) de suministro no tiene que suministrar fluido, y para dejar un elemento (17, 18) de suministro abierto mientras se20 necesite un suministro de fluido desde este elemento (17, 18) de suministro.
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