Brevet FR2122478A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne des appareils destinés à préparer des boissons chaudes telles que du café, par dissolution de produits en poudre facilement solubles dans l'eau chaude. 5 Dans les machines à café classiques, une dose de café moulu est placée dans une chambre à infusion et le café est mis en présence d'eau chaude pendant un temps prédéterminé de manière à en extraire les huiles aromatiques. Depuis l'apparition du café en poudre, tel que le café lyophilisé, il est pos-10 sible d'obtenir instantanément une tasse de café, sans qu'il soit nécessaire de le laisser infuser, en mélangeant simplement une dose prédéterminée de café en poudre et un volume convenable d'eau chaude. Certains appareils classiques sont actuellement destinés à préparer ainsi des boissons à partir de pro-15 duits solubles, mais ils présentent de nombreux inconvénients, notamment en ce qui concerne la protection et la conservation de la réserve de café soluble. L'invention concerne donc une machine à préparer et à distribuer des boissons à partir de produits en poudre facilement solubles, tels que du café lyophilisé, 20 et qui élimine les inconvénients observés sur les machines classiques par l'emploi de dispositifs très simples et peu coûteux. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, cet appareil comporte des dispositifs qui maintiennent la sic-25 cité de l^téserve de produit soluble, tel que de la poudre de café, et des dispositifs qui prélèvent une dose de produit soluble dans la réserve et la transfèrent dans une chambre de mélange où elle est mélangée à uiyVolume convenable d'un liquide tel que de l'eau chaude, pour constituer une dose de boisson. 30 Cet appareil comporte également un réservoir contenant une réserve d'eau chaude, et la chaleur perdure par le dispositif de chauffage du réservoir est utilisée pour maintenir au sec certains éléments de l'appareil. A cet effet, de l'air circule au voisinage du réservoir d'eau chaude, puis réchauffé est envoyé 35 aux différents éléments de l'appareil avec lesquels le produit peut être mis en contact. Un dispositif de chauffage par radiation est placé au voisinage de certains éléments de l'appareil. L'énergie radiante 72 01479 2 2122478 peut être fournie par une lampe à incandescence qui éclaire également des voyants fixés sur la carrosserie de l'appareil et visualisant^différentes fonctions. De plus, un dispositif ventile la chambre de mélange et 5 l'espace voisin pour chasser l'humidité dégagée lors de la préparation précédente d'une dose de boisson. Ce dispositif peut également ventiler toute l'enceinte intérieure de l'appareil pour le débarrasser de toute l'humidité qu'il peut contenir. L'air chaud dirigé vers la chambre de mélange circule 10 directement dans le canal qui transfère le produit pulvérulent de la réserve dans la chambre de mélange. Ce courant d'air chaud a également pour but de chasser la poudre de café dans le conduit en direction de la chambre de manière à activer son mélange avec l'eau chaude. 15 La source d'énergie radiante est disposée à l'extérieur du récipient contenant la réserve de produit en poudre et au voisinage du dispositif de dosage et de la chambre de mélange pour que le séchage, soit maximal au voisinage de ces éléments. Un nouveau type de vanne dose le produit soluble distribué en 20 coupant l'écoulement du produit à sa sortie du récipient. Cette vanne comporte un obturateur à lame dont le bord est relativement aigu et qui s'applique contre le bord de l'ouverture du canal de passage pour arrêter totalement l'écoulement du produit même si les particules de produit sont interposées entre 25 la surface du canal et le bord avant de la lame. Enfin, cet appareil fonctionne automatiquement. L'invention sera décrite en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif, sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective de l'appareil de 30 l'invention démuni de son couvercle ; la figure 2 est une vue en plan de l'appareil également démuni de son couvercle ; la figure 3 est une coupe verticale à grande échelle selon la ligne 3-3 de la figure 1 ; 35 la figure 4 est une coupe, à grande échelle, selon la ligne 4-4 de la figure 3 ; la figure 5 est une coupe partielle selon la ligne 5-5 de la figure 4 ; 72 01479 3 2122478 la figure 6 est une coupe partielle selon la ligne 6-6 de la figure 5 ; la figure 7 est une coupe partielle selon la ligne 7-7 de la figure 5 ; 5 la figure 8 est une coupe partielle selon la ligne 8-8 de la figure 4 ; et la figure 9 représente le "schéma électrique commandant les différentes fonctions de l'appareil. Dans la forme de réalisation qui va être décrite, l'ap-10 pareil de l'invention est une machine 10 destinée à préparer et à distribuer des doses de boisson par exemple, du café chaud. La carrosserie 11 de la machine contient le mécanisme, et sa face frontale est fermée par une porte 12 articulée sur une charnière 13. La porte peut s'ouvrir, comme on le voit sur la 15 figure 3, pour dégager le mécanisme qu'elle contient dans 1' avidement 14 de sa face arrière. Cette porte contient un distributeur 15 qui présente des tasses ou des gobelets les uns après les autres, et qui est associé à un mécanisme de commande 16 qui reçoit des pièces de monnaie. Ces deux appareils sont clas-20 siques et à ce titre ne seront pas décrits ci-après. L'introduction d'une pièce de monnaie dans le mécanisme 16 commande la mise en marche de la machine. Cette dernière mélange une dose de poudre de café immédiatement soluble, telle que du café lyophilisé avec une dose correspondante d'eau chaude, dans 25 une chambre de mélange, et cette boisson s'écoule ensuite dans la tasse présentée par le distributeur 15. La carrosserie 11 comprend un couvercle supérieur 17 qui donne accès à la trémie 18 qui constitue le récipient contenant la réserve de café en poudre. La porte avant est verrouillée par une serrure 19. Par 30 ailleurs, la machine est reliée à une canalisation d'arrivée d'eau sous pression, non représentée. La trémie 18 est montée sur un support 20 placé sous l'ouverture 21 de la paroi supérieure 22 de la carrosserie 11 (voir figure 5). La trémie est évasée vers le haut et son bord 23 35 supérieur/est fermé de manière étanche par un couvercle 24 qui empêche l'humidité de pénétrer dans la réserve de café en poudre. Deux éléments de chauffage par rayonnement, constitués dans ces exemples par des lampes à incandescence 25 sont dispo 72 01479 2122478 sés de part et d'autre de la trémie 18 (figure 4), de manière Maintenir la poudre au sec. La porte avant 12 (figure 3) comprend une section translucide 26 sur laquelle est imprimée par exemple une information publicitaire 27 qui est éclairée par 5 transparence par les lampes 25 et qui améliore l'esthétique de la machine. Le bec inférieur de la trémie est emboîté dans une bague d'un support 28 en matière plastique (figure 8). Un guide inférieur 29 conduit la poudre de café dans un récipient 30 qui constitue la chambre de mélange (figure,8). Le récipient 30 10 est placé sous la trémie 18, il est appliqué contre les faces inférieures de bossages 31 du guide 29, et il est reliq^u support 28 par des vis 32 et des écrous 33. Le support 28 comprend également deux conduits 35 qui dirigent de l'air chaud 36 vers la partie resserrée/de la goulotte constituée par le guide 15 29. Une plaque 37 est fixée sous le support 28 par des vis 38 au-dessus de la chambre 36 délimitée par la goulotte 29. La plaque 37 comporte une ouverture centrale 39 alignée avec le bec inférieur 40 de la trémie 18 de manière que le café en poudre puisse tomber par gravité depuis la trémie dans la goulotte 20 du guide 29 puis dans la chambre de mélange 41 du récipient inférieur 30. La chute de la poudre est réglée par un obturateur 42 constitué par une lame coulissante qui, en position normale fermée obture l'ouverture 39 de la plaque, comme on le voit sur la figure 8. 25 La lame 42 est constituée par un bras allongé dont une extrémité est articulée sur un pivot fixe 43 et dont l'extrémité libre comporte une encoche curviligne transversale 44 dans laquelle est engagé un doigt fixe 45 qui limite le pivotement de la lame/. Cette lame est en tôle mince et elle est rappelée 30 dans le sens des aiguilles d'une montre par un ressort hélicoïdal 46 (figure 7). Un électro-aimant 47 dont le noyau 48 est relié à une patte verticale 49 de la lame 42 permet de la faire pivoter dans l'autre sens pour dégager l'ouverture 39. L'eau chaude 35 introduite dans la chambre 41 est contenue dans un réservoir 50. Ce dernier est alimenté en eau froide par un raccord d'entrée 51 relié à une soupape 52 par un conduit 53. L'eau chaude est aspirée par une pompe 54 qui la dirige par un conduit 55 72 01479 5 2122478 vers une ouverture 56 située à la partie supérieure de la chambre de mélange 41 (figure 8). L'eau chaude rentre tangentielle-ment dans la chambre de manière à engendrer un tourbillon qui facilite la dissolution de la poudre de café dans cette cham-5 bre. Un régulateur 57 règle le niveau de l'eau dans le réservoir 50 > et laisse pénétrer l'eau froide dans ce dernier dès qu'une faible quantité d'eau chaude correspondant par exemple à trois tasses de café a été prélevée dans le réservoir. De ce fait, le réservoir d'eau chaude est pratiquement plein en per-10 manence, même si la réserve d'eau chaude n'est pas complétée après chaque distribution. L'eau du réservoir 50.est chauffée par un dispositif classique, par exemple par une plaque chauffante 58. L'eau étant chauffée dans le réservoir 50, une partie de 15 la chaleur rayonne au voisinage de ce dernier. Cette chaleur perdue est utilisée pour sécher différentes sections de la machine afin de faciliter la distribution et la dissolution de la poudre de café. A cet effet, un ventilateur 59 (figures 3 et 4) voisin du réservoir 50 dirige l'air chaud entourant le réservoir 20 dans les conduits 35 du guide 29 (figure 8). Un moteur électrique 61 entraîne le ventilateur. L'air chaud circule dans la goulotte 36 de support 29 et chasse la poudre de café vers le bas dans la chambre de mélange 41. L'air chaud pénètre par les deux canaux d'entrée 35, et de ce fait il se crée des courants 25 contrariés qui facilitent le mélange. On voit sur la figure 5, que l'orifice de sortie 62 de la partie inférieure du récipient 3U délimitant la chambre de mélange 41 est relié à un conduit 63 orienté vers le bas et passant dans une ouverture 64 du coffret 65 du mécanisme dis-30 tributeur 15 • Le mélange tombe ainsi dans la tasse présentée par le distributeur 15. L'air contenu dans l'enceinte intérieure 14 de la carrosserie 11 est renouvelé en permanence par le dispositif de ventilation qui comprend un ventilateur 66 monté sur un sup-35 port 67. L'air s'échappe à l'extérieur par une ouverture 68 ménagée dans le panneau gauche 69 de la carrosserie. La préparation et la distribution du café sont commandées par un temporisateur 70 muni de boutons de réglage 71 72 01479 2122478 (figures 3 et 4). Un contacteur principal 72, placé au voisinage du temporisateur 70,établit ou coupe l'alimentation du circuit électrique. Un tiroir 73 recueille le liquide cuvant tomber du distributeur 15 pour éviter de souiller l'inté-5 rieur de la machine. Pour empêcher le liquide de déborder du tiroir, un flotteur 75 est relié par une tige 76 à un contact 74 qui arrête la machine lorsque le niveau du liquide atteint ur)kiveau prédéterminé dans le tiroir. Un régulateur de débit 77 règle l'écoulement de l'eau 10 chaude par le conduit de transfert 55. Deux cartouches chauffantes 78 sont disposées dans le réservoir 50 qui comporte une lumière d'accès 79 (figure 4). La plaque chauffante 58 est commandée par un thermostat jumelé 80. Le fonctionnement de la machine 10 de l'invention est 15 illustré par le schéma de la figure 9. Les deux lignes d'entrée L1 et L2 alimentent par l'intermédiaire du contacteur principal 72 le ventilateur 66, le moteur 61 de la soufflante, et par l'intermédiaire du thermostat 80, les cartouches chauffantes 78 du réservoir 50. Un voyant lumineux 81 branché en parallèle 20 sur le thermostat 80 signale que la machine est prête à fonctionner. L'électro-aimant 47 est commandé par le temporisateur 70 de manière à doser la poudre de café qui tombe dans la chambre de mélange. La pompe 54 est commandée par le temporisateur 70 25 et le contact 82 de distribution d'eau de manière à doser le volume d'eau chaude introduit dans la chambre de mélange. Ce cycle est commandé par le mécanisme 16. Lorsque l'utilisateur introduit une pièce dans ce dernier, il ferme le circuit d'un voyant lumineux 83 "distribution", de 1'électro-vanne de rem-30 plissage 52 et du contact 74 qui règle le niveau du liquide dans le tiroir 73. Ainsi, lorsqu'une pièce est introduite dans le mécanisme 16, la pompe 54 se met en marche et injecte un volume d'eau chaude correspondant à une tasse dans la chambre de mélange 41 par l'ouverture tangentielle 56. Après un temps pro-35 déterminé, de l'ordre d'une à deux secondes, le temporisateur 70 alimente 11 électro-aimant 47 pour que l'obturateur débouche l'ouverture 39 et que la poudre de café tombe en traversant l'enceinte 36 délimitée par la goulotte 29. Après un temps 72 01479 7 2122478 prédéterminé, de l'ordre d'un vingtième de seconde, le temporisateur coupe l'alimentation de 1'électro-aimant 47 et le ressort 4b rappelle la lame 42 à sa position de fermeture représentée sur la figure 7. Le bord d'attaque 84 de la lame 42 5 est rectifié de manière à délimiter une arête tranchante qui glisse sous la face inférieure et balaie toute la poudre de café qui peut être collée entre le bord 84 et le bord inférieur de l'ouverture 39 de la plaque 37 de manière à obturer complètement la trémie. Toute la poudre ainsi balayée tombe dans 10 l'eau contenue dans la chambre de mélange 41 qui continue à s'écouler vers la tasse après la fermeture de l'obturateur de la trémie. La chute de la poudre de café dans l'enceinte 36 de la goulotte est accélérée par l'air projeté par les canaux 35, et de ce fait la totalité de la poudre distribuée par la trémie 15 18 tombe dans la chambre de mélange 41. Les surfaces intérieures de la goulotte 36 sont continuellement "balayées par de l'air chaud, elles sont donc sèches en permanence et la poudre de café n'a pas tendance à coller. De plus, l'écoulement de l'air chaud vers le bas empêche la vapeur d'eau de monter de la eham— Comme on le voit sur la figure 1-, le mécanisme 15 peut comporter un voyant 81 "marche" et un voyant 83 "distribution" qui visualisent le fonctionnement de la machine. Si l'utilisateur désire seulement une tasse d'eau chaude, il enfonce un 35 bouton 85 solidaire également du mécanisme 15 et la pompe 54 débite la quantité d'eau correspondante sans que 1'électroaimant 47 de la figure 9 commande la distribution de la poudre de café. Ainsi, l'opérateur peut soit obtenir une tasse de café 72 01479 2122478 en introduisant la tasse vide dans l'évidement 86 visible sur la figure 1 et en introduisant une pièce de monnaie dans le mécanisme 16, soit obtenir une tasse d'eau chaude en plaçant simplement la tasse dans l'évidement 86 et en appuyant sur le 5 bouton 85. La réserve de café est maintenue sèche en permanence et elle peut être conservée pendant de longues périodes sans risquer de s'agglomérer ou de se détériorer. Les surfaces de glissement de la poudre sont pratiquement séchées en permanence et 10 ne se souillent pas malgré la solubilité de la poudre. Les lampes 25 associées au dispositif déplaçant l'air dans la machine améliorent l'effet de séchage grâce à l'énergie rayonnée transmise à la trémie 18, au guide 29 et au mélangeur 30 ainsi qu'au dispositif qui commande la distribution de la poudre dans la 15 chambre de mélange. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la machine décrite, sans sortir du cadre de 1'invention. 72 01479 2122478 REVENDICATIONS 1. Appareil destiné à la préparation et à la distribution de doses de boisson à partir d'un liquide tel que l'eau et d'un produit en poudre immédiatement soluble, caractérisé 5 en ce qu'il comprend un réservoir contenant une réserve de poudre et maintenant cette dernière au sec pendant sa conservation, un élément constituant une chambre de mélange, un dispositif prélevant une dose prédéterminée de poudre sèche dans le réservoir et le transférant dans la chambre de mélange, un dis- 10 positif introduisant un volume prédéterminé de liquide dans la chambre de mélange de manière que la poudre et le liquide se mélangent et constituent une boisson, et un dispositif évacuant la dose de boisson ainsi préparée dans la chambre de mélange . 15 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif maintenant la siccité de la poudre "transmet en permanence de la chaleur au récipient de poudre. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif maintenant la siccité de la poudre trans- 20 met en permanence de la chaleur par rayonnement au réservoir de poudre. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif maintenant la siccité de la poudre comprend des lampes à incandescence placées au voisinage du réser- 25 voir de poudre et chauffant ce dernier en permanence par rayonnement . 5. Appareil destiné à la préparation et à la distribution des doses de boissons par mélange d'un liquide tel que l'eau et d'un produit en poudre instantanément soluble, carac- 30 tériso en ce qu'il comprend un réservoir de poudre, un élément constituant une chambre de mélange, un dispositif prélevant une dose prédéterminée de poudre dans le réservoir et transférant cette dose dans la chambre de mélange, un dispositif séchant en permanence les éléments du dispositif de transfert pouvant 35 être mis en contact avec la poudre ; un dispositif introduisant un volume prédéterminé de liquide dans la chambre de mélange de manière que la poudre et le liqtiide se mélangent et constituent une dose de boisson dans la chambre et un dispositif distribuant 72 01479 2122478 la dose de boisson préparée dans la chambre de mélange. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif séchant les éléments du disposixii ue transfert de la poudre dans la chambre de mélange comprend un 5 circuit dirigeant de l'air chaud sur ces éléments pendant l'introduction du liquide dans la chambre de mélange. 7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif chauffant le liquide avant son introduction dans la chambre de mélange et un dispositif diri 10 géant de l'air chauffé par échange thermique avec le dispositif de chauffage du liquide sur le dispositif de transfert de la poudre pendant la distribution du liquide dans la chambre de mélange. 8. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en 15 ce que le dispositif de séchage des éléments du dispositif de transfert de la poudre comprend un élément rayonnant de l'énergie, disposé au voisinage du dispositif de transfert de la poudre . 9. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en 20 ce que son enveloppe comporte une section translucide, et en ce que le dispositif de séchage des éléments du dispositif de transfert de la poudre comprend des lampes à incandescence disposées au voisinage du dispositif de transfert de la poudre et éclairant la section translucide de l'enveloppe de l'appareil. 25 10. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de séchage des éléments du dispositif de dosage projette un courant d'air chaud sur les éléments à sécher et sur la poudre tombant dans la chambre de mélange, de manière à l'entraîner et à la mélanger énergiquement au liquide dans 30 la chambre. 11. Appareil destiné à la préparation et à la distribution des doses de boisson, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir contenant un produit en poudre qui peut se dissoudre instantanément dans un liquide pour constituer une boisson, un 35 élément constituant une chambre de mélange, un dispositif distribuant dans la chambre une dose prédéterminée de poudre contenue dans le réservoir, un dispositif introduisant un volume prédéterminé de liquide dans la chambre de mélange de manière à 72 01479 " 2122478 dissoudre la poudre introduite dans la chambre et à constituer une dose de boisson dans cette dernière, un élément évacuant le liquide de la chambre de mélange, une enveloppe contenant le mécanisme de l'appareil, et des dispositifs ventilant l'en-5 ceinte intérieure de l'enveloppe pour en éliminer l'humidité. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif de ventilation déplace l'air contenu dans l'enceinte délimitée par l'enveloppe et le chasse à l'extérieur. 13. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en 10 ce que le dispositif de ventilation comprend un élément disposé à l'intérieur de l'enveloppe et chassant l'air contenu dans cette dernière à l'extérieur. 14. Appareil destiné à la préparation et à la distribution des doses de boisson, caractérisé en ce qu'il comprend 15 un réservoir recevant un produit en poudre immédiatement soluble dans un liquide et constituant une boisson, une fois dissous dans ce dernier, un élément constituant une chambre de mélange, un dispositif introduisant dans la chambre de mélange une dose prédéterminée de poudre prélevée dans le réservoir, ce 20 dispositif de distribution comportant une vanne réglant le volume de poudre distribué, un dispositif introduisant un volume prédéterminé de liquide dans la chambre de mélange pour que ce liquide constitue une boisson après la dissolution de la pou-* dre, et un élément évacuant le liquide de la chambre de mélan-25 ge. 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif distribuant la dose prédéterminée de poudre comprend un élément retardant l'ouverture de la vanne pendant un temps prédéterminé après le début de l'introduction du 30 liquide dans la chambre de mélange. 16. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la vanne comporte un canal de passage de la poudre, un obturateur à lame se déplaçant transversalement devant le canal, et un dispositif déplaçant la lame devant l'ouverture du 35 canal de manière soit à interrompre brusquement l'écoulement de la poudre par le canal, soit à ouvrir ce canal pendant un temps prédéterminé et à permettre à une dose prédéterminée de poudre de tomber dans la chambre de mélange. 72 01479 '2 2122478 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que la lame comporte un bord d'attaque plan portant contre la surface entourant l'ouverture du canal et assurant la fermeture complète de ce dernier lorsque la lame s'est déplacée 5 jusqu'à sa position de fermeture. 18. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'obturateur de la vanne est une lame plane pivotante, glissant à plat sur la surface entourant l'ouverture de sortie du canal. 10 19. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la lame mobile se déplace devant une des extrémités du canal. 20. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que de l'air chaud est projeté contre la lame de manière 15 que cette dernière soit toujours séchée. 21. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le canal est vertical,la poudre tombant par gravité et en ce que de l'air,chaud entraîne la poudre tombant dans le canal, vers la chambre de mélange, cet air chaud étant égale- 20 ment destiné à sécher la lame et les éléments du dispositif de dosage de la poudre. 22. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'un second réservoir contient un liquide distribué dans la chambre de mélange, ce réservoir comportant un dispositif com- 25 plètant son remplissage après qu'un nombre prédéterminé de doses de liquide a été prélevé dans le second réservoir par le dispositif de distribution du liquide. 23. Appareil destiné à la préparation des boissons à partir d'un produit en poudre soluble instantanément, caracté- 30 risé en ce qu'il comporte un dispositif prélevant des doses prédéterminées de poudre dans le réservoir et les distribuant, ce dispositif de distribution comportant un orifice de sortie de la poudre communiquant avec le réservoir, et une lame d'obturation mobile devant l'ouverture, cette lame comportant une 35 arête aiguë glissant contre le bord de l'ouverture de sortie et constituant un couteau assurant l'obturation complète du passage par la lame. 72 01479 13 2122478 24. Appareil selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif séchant les éléments de son mécanisme, et maintenant la siccité de la poudre contenue dans le réservoir.