Brevet FR2483762A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne une machine à café dotée d'un système de régulation thermique perfectionnée, convenant aussi bien pour des emplois professionnels, par exemple dans des bars ou dans des cafés, que pour l'usage ménager. Ainsi qu'il est connu, l'efficacité d'une machine à café et son rendement qualitatif dépendent dans une large mesure du type de régulation thermique adopté pour chauffer l'eau destinée à filtrer à travers le café en poudre, en vue d'obtenir l'infusion de café. Il est en effet essentiel, pour obtenir de bons cafés, que la température de l'eau d'alimentation ne se modifie pas dans le temps, à la suite de la préparation de plusieurs cafés successifs, et il est surtout capital que cette température soit rigoureusement contrôlée et fixée au niveau le plus approprié pour le type de café utilisé.En effet, il est connu qu'il existe sur le marché des mélanges de café qui se différencient les uns des autres non seulement par leur qualité, mais également par leur degré de torréfaction. I1 en découle que, suivant le type de café utilisé et son degré de torréfaction, il est nécessaire de faire varier d'une manière correspondante, la température de l'eau utilisée, et toute variation ou tout écart par rapport à cette température optimum, qui doit être ajustée cas par cas, donne lieu à un fonctionnement relativement médiocre de la machine à café. Dans la technique actuelle, et en particulier dans les machines utilisées dans les bars et dans les cafés, le réchauffement de l'eau destinée à faire le café est assuré, dans la généralité des cas, par une chaudière à température réglable à l'intérieur de laquelle on fait circuler l'eau à réchauffer à travers un échangeur de chaleur approprié. Cette chaudière est toutefois structurellement bien séparée et indépendante du groupe de percolation dans lequel est renfermée la charge de café en poudre, de sorte que l'eau réchauffée dans la chaudiere doit accomplir un certain parcours avant de parvenir dans ce même groupe de percolation, ce qui a pour effet de la refroidir.Ce refroidissement peut se révéler incontrôlable et se manifester à des degrés différents dès lors que le groupe de percolation présente une température variable suivant l'intensité de son utilisation pratiquement froid s'il n'est utilisé que d'une maniere épisodique et extrêmement chaud s'il est utilisé d'une manière intensive, à la suite du passage continu de l'eau réchauffée dans la chaudière. Afin d'éviter ce refroidissement incontrôlable de l'eau réchauffée dans la chaudière, la technique actuelle prévoit que le groupe de percolation soit rapproché le plus possible de la chaudière, de manière à garder une température à peu près constante et voisine de celle de la chaudière et à limiter le parcours du liquide chaud entre cette dernière et le groupe de percolation. Selon une autre solution, il est connu par exemple de réchauffer le groupe de percolation avec une série de serpentins à thermosiphon dérivés de la chaudière et dans lesquels on fait circuler l'eau chaude contenue dans cette dernière. I1 est toutefois évident que cette solution, même si elle évite de disposer le groupe de percolation en contact étroit avec la chaudière, rend la machine à café plutôt complexe et coûteuse. Par ailleurs, on constate que même avec ces solutions techniques il est impossible de parvenir à un fonctionnement optimum des machines à café. En effet l'alimentation du groupe de percolation avec de l'eau à une température rigoureusement préfixée en fonction du type de café utilisé est rendue impossible par le fait qu'en général la chaudière en question n'a pas uniquement le rôle de chauffer l'eau pour la préparation du café, mais également celui de fournir de la vapeur, par exemple pour réchauffer du lait, du thé ou autres boissons, cette disponibilité en vapeur étant pratiquement impérative dans les machines à usage professionnel et tout au moins fortement souhaitable dans celles à usage ménager. Toutefois, la fourniture de vapeur comporte, dans certaines limites, la nécessité d'élever le plus possible la température de l'eau dans la chaudière, ce qui peut parfois se révéler en contradiction avec la nécessité d'un réchauffement limité de l'eau destinée à la préparation du café. Pratiquement, la double fonction de la chaudière des machines à café, c'est-à-dire celle de réchauffer l'eau pour la préparation du café et pour la production de vapeur, est obtenue à travers un compromis qui, tout en permettant à la machine en question de fonctionner d'une manière relativement correcte, rend impossible l'adoption desdites températures optimum pour l'eau qui alimente lesdits groupes de percolation. Ces inconvénients existent dans toutes les machines à calé dans lesquelles on prévoit la possibilité de produire, outre lVeau chaude pour le café, également de la vapeur pour des emplois auxiliaires. il nuJ a que dans les machines ou ce dispositif de production de vapeur nWa pas été prévu que ces inconvénients ont pu être évitées en disposant une ou plusieurs chaudières positionnées et tarées exclusivement en fonction du groupe de percolation. On connaît par exemple des petites machines à café à usage ménager, de type ancien, dotées d'une petite chaudière dimensionnée en fonction de la production dDun ou deux cafés et positionnée en étroite contigurte du groupe de percolation. On connaît également par le brevet britannique nO L.416,355, une machine à café dotée d'une chaudière principale disposée en série avec une petite chaudière auxiliaire prévue dans le groupe de percolation. Dans cette solution, la chaudière principale assure un premier chauffage d'une grande masse d'eau tandis que la petite chaudière auxiliaire complète le chauffage au niveau de température désiré. I1 est évident que ces solutions ne peuvent pas être acceptables, car dans la généralité des cas la production de vapeur est devenue une chose nécessaire. En effet, on a constaté que même les machines structurées en prévoyant uniquement le groupe de production de café ont évolué à travers l'adjonction en parallèle de moyens de chauffage pour la production de vapeur, avec la conséquence que, même dans ces machines, la production de vapeur avec son inévitable apport calorifique se traduit par des températures qui sont loin d'être optimales pour la production du café. Les dispositifs de régulation thermique basés principalement sur la régulation de la température d'une chaudière de dimensions relativement importantes se révèlent peu satisfaisants également pour d'autres motifs qui n'ont aucun lien direct avec la production de vapeur. En effet, lzadoption d'une chaudière pour les usages mentionnés implique une importante consommation d'énergie qui, parfois, se révèle injustifiée C'est le cas lorsque la chaudiere est maintenue en état de fonctionnement alors même que, par exemple le soir, le nombre de cafés servis dans un bar est extrêmement réduit; Par ailleurs, le fait de maintenir une grande quantité d'eau à une température et à un pression élevées comporte des solutions technologiques de hau e fic:bilité et par conséquent de coût élevé. Les choses étant telles qu'elles viennent d'être exposées, le problème technique de la présente invention est de trouver un remède à ces inconvénients en concevant un nouveau dispositif de régulation thermique qui puisse permettre le fonctionnement des machines à café dans des conditions optimum quelles que soient les circonstances de leur utilisation. Dans le cadre de ce probleme technique, le but principal de la présente invention est de réaliser une machine à café avec régulation thermique perfectionnée capable de permettre une séparation fonctionnelle et physique du groupe dé percolation d'avec ladite chaudière, ainsi que l'obtention aussi bien de café que de vapeur aux températures désirées, avec réglage indépendant de la température de l'eau pour le café et de la température de l'eau des tinée à assurer la production de vapeur. Un autre but de la présente invention est celui de réaliser une machine à café avec régulation thermique perfectionnée permettant de proportionner la consommation énergétique à la quantité de café ou de vapeur que l'on désire produire. Un autre but, et non le moindre, de la présente invention est de réaliser une machine à café avec régulation thermique perfectionnée dans laquelle les différents organes de la machine elle-meme ne sont soumis qu'à des contraintes thermiques et de pression relativement limitées, de manière à obtenir une machine structurellement fiable et facile à réaliser. Ces buts, et d'autres qui apparaîtront plus clairement ci-après, sont atteints par la machine à café avec régulation thermique perfectionnée, selon la présente invention, comprenant un circuit d'alimentation en eau pour la production d'infusions de café et de vapeur, dans lequel le débit d'eau est commandé par au moins une pompe, une chaudière principale destinée à assurer le chauffage de l'eau et la production de vapeur sous pression, et au moins un groupe de percolation doté d'un portefiltre destiné à recevoir une charge dosée de café en poudre, caractérisée par le fait que ledit ou chacun desdits groupes de percolation comprend une petite chaudière individuelle dotée de dispositif de régulation thermique autonome et structurée en en fonction de l'infusion pouvant être obtenue avec la quantité de café en poudre à introduire dans le porte-filtre correspondant, et par-le fait que ledit circuit d'alimentation en eau se développe de manière à pouvoir alimenter en parallèle ladite chaudière principale et chacune desdites chaudières individuelles. Ladite chaudière principale comporte donc un dispositif de régulation thermique structuré en fonction de la production de vapeur à partir de l'eau contenue dans la chaudière elle-même. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'une forme de réalisation préférée mais non exclusive de l'invention, donnée ici à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels La figure i représente un schéma hydraulique de la machine à café selon l'invention, dans la version usage ménager La figure 2 est une vue schématique en plan et partiellement en coupe de la structure de la machine à café selon l'in invention La figure 3 est une vue en coupe partielle et en elévation de la machine à café selon l'invention suivant la ligne III-III de la figure 2 La figure 4 est une autre vue en coupe de la machine selon l'invention suivant la ligne IV-IV de la figure 2 La figure 5 est une vue en coupe du groupe de percolation de la machine selon l'invention suivant la ligne V-V de la figure 2. Conformément aux figures, la machine à café selon la présente invention comprend une carcasse ou bâti 1 à partir duquel se développe en porte-à-faux, en position relativement éloignée, comme cela apparaît sur la figure 3, un groupe de percolation 2 doté d'un porte-filtre 3, avec une poignée de préhension 3a, à l'intérieur duquel on introduit une charge dosée de café en poudre 4, ledit groupe de percolation étant soutenu en porte-à-faux par rapport à la carcasse ou bâti 1 au moyen d9un bras 5. A l'intérieur de la carcasse ou bâti 1 sont prévus un réservoir 6, une chaudière principale 7 et un circuit d'alimentation qui, a travers des canalisations 8 (figure 1), une première et une seconde électro-vannes 10 et 11 et une pompe 12, alimente en parallèle la chaudière principale 7 et le groupe de percolation 2 avec l'eau contenue dans le réservoir 6. Les principaux éléments qui viennent d'être cités et ledit circuit d'alimentation sont représentés d'une manière schématique sur la figure 1. Sur cette même figure, on peut remarquer que la canalisation 8, provenant du réservoir 6, selon un premier tronçon 8a, après avoir traversé la pompe 12, se ramifie en un deuxième tronçon 8b débouchant dans la chaudière 7 et en un troisième tronçon 8c débouchant.dans le groupe de percolation 2. Au niveau du second tronçon 8b la canalisation est interceptée par une première électro-vanne 10 qui, sur commande extérieure, ouvre ou ferme cette même portion de canalisation, tandis qu'au niveau du troisième tronçon 8c on peut noter que la seconde électro-vanne 11 est du type à trois voies, comme cela sera ex pliqué plus en détail par la suite. Selon l'invention, on prévoit que la chaudière principale 7 et le groupe de percolation 2 sont dotés chacun d'un dispositif de régulation thermique indépendant. En ce qui concerne la chaudière principale 7, qui est de type connu, on peut noter qu'elle est dotée d'un indicateur de niveau 7a, d'un pressostat 7b, mais surtout d'une résistance 13 pour chaudières apte à chauffer l'eau de manière à produire de la vapeur sous pression qui sera ensuite débitée à travers un robinet 14 prévu à cet effet. Un robinet 15 analogue est d'autre part prévu pour le puisage d'eau chaude. On doit noter que ladite chaudière 7 est de dimensions relativement réduites et qu'elle est pratiquement structurée uniquement en vue de la production de vapeur à travers le robinet à vapeur 14. Toujours selon l'invention, le groupe de percolation 2 avec porte-filtre 3 ne reçoit pas l'eau chaude de la chaudière principale 7, mais d'une petite chaudière individuelle 16 dotée d'un dispositif de régulation thermique autonome. A cet effet, il est par exemple prévu de disposer à l'intérieur de la chaudière individuelle 16 une résistance auxiliaire 17 qui, à titre d'exemple, est contrôlée par un thermostat 18 visible sur la figure 5. Bien que l'on ait représenté sur les figures un seul et unique groupe de percolation 2, il est évident qu'une machine à café pour bars ou cafés pourra comporter plusieurs groupes de percolation 2, chacun desquels sera doté d'une petite chaudière individuelle 16 comportant son propre système de réglage thermique. La figure 3 montre en particulier que le groupe de percolation 2 est d'une part éloigné et indépendant thermiquement de la chaudière principale 7 et d'autre part étroitement assemblé, en faisant presque corps unique, avec la chaudière individuelle 16, dont la résistance auxiliaire 17 est presque en contact avec le porte-filtre 3, de sorte qu'en pratique tout le groupe de percolation 2 peut être amené rapidement à la température imposée par la résistance auxiliaire 17. On doit noter qtRe i eau chaude n atteint pas la charge t de cafe en poudre directement, par descente verticale depuis la chaudière individuelle 16, mais après avoir passé à travers ltélec.ro vanne il à trois voies En effet, comme on peut le voir sur les figures 2, 3 et 5, et comme cela est indiqué d'une manière uniquement schématique sur la figure 1, l'eau qui parcourt le troisième tronçon suc de la canalisation 8, pousse par la pompe 12 et provenant du réservoir 6, ou même d'un robinet 19 du réseau de distribution d'eau (suivant le type d'installation désiré), s'introduit dans une ouverture 20 située a la base de la chaudière individuelle 16 pour parcourir ensuite un trajet vertical 21 étroitement contigu au thermostat 18 (figure 5) L'eau sort ensuite de la chaudière individuelle 16 à travers un tube de niveau 22 (figures 1 et 5) communiquant avec un premier canal 23 (figures 1 et 2) qui traverse le bras 5 en direction de la seconde électro-vanne 11. Parallèlement à ce premier canal 23, il a été prévu un second canal 24 (figures 2 et 3) qui s'étend entre la seconde électro-vanne 1l et un conduit d'alimentation 25 qui amène l'eau chaude sur la charge 4 de café en poudre. Gracie à la seconde électro-vanne 11, et par l'intermédiaire du second canal 24, le conduit d'alimentation 25 est mis alternativement en communication avec le premier canal 23 qui amène l'eau de la chaudière individuelle 16, ou avec une décharge 26 à température et pression ambiantes. Il est d'autre part prévu qu'en condition de repos le conduit d'alimentation 25 soit en communication avec la décharge 26, tandis que cette même décharge sera fermée pendant la percolation du café. Le fonctionnement de la machine à café qui vient d'être décrite du point de vue structurel est le suivant. L'eau provenant du réservoir 6 ou directement du réseau de distribution est convoyée le long des canalisations 8 grâce à l'action de la pompe 12 mise en marche par l'opérateur qui manoeuvre la machine à café. Toujours sur la commande de l'opérateur, et par leintermédiaire des électro-vannes 10 et 11, l'eau afflue alternativement, ou même simultanément, dans le second tronçon 8b des canalisations 8 ou/et dans le troisième troncon 8c de ces memes canalisations Le passage le long du second tronçon 8b amène l'eau vers la chaudière principale 7 où elle sera chauffée pa l résistance 13 et contrôlée par le pressostat 7b pour être ensuite récupérée sous forme de vapeur pour chauffer du lait, thé ou autres boissons, à travers le robinet à vapeur 14 situé sur le conduit 14 . Par contre, en parcourant le troisième tronçon 8c, l'eau à température ambiante parvient à l'orifice d'entrée 20 du groupe de percolation 2 qui se trouve à la base de la chau dière individuelle 16. Cette chaudière individuelle 16 est struc turée de manière à pouvoir produire dans des conditions optimales une ou deux infusions de café. En effet, la chaudière individuelle 16 a une capacité d'une ou deux tasses et est dotée de son propre système de régulation thermique, constitué par la résistance de chauffage 17 et par le thermostat 18.On peut également noter que l'eau de la chaudière individuelle 16 arrive sur la charge 4 de café en poudre en passant par la seconde électro-vanne 11, laquelle, une fois la percolation terminée, met en communication la charge de cafe 4 avec la décharge 26, de manière à permettre l'extraction du porte-filtre 3 sans aucun risque d'émission consécutive d'eau chaude. La pompe 12 est d'autre part en mesure d'alimenter en continu la chaudiere individuelle 16, et par conséquent, si cela est nécessaire, il est possible de soutirer de la chaudière individuelle 16 une quantité d'eau plus grande que celle qui peut etre chauffée aux conditions optimum. En effet, en maintenant activé l'interrupteur qui commande la sortie de l'eau de la chaudière individuelle 16, c'est en premier lieu l'eau chaude prélevée au sommet de cette même chaudière qui sortira, pour faire place ensuite à l'eau en cours de réchauffement ou pratiquement froide qui sera pompée en continu à travers l'ouverture d'entrée 20 pour remplacer l'eau chaude sortie. L'invention atteint ainsi pleinement les buts envisagés. En effet, grâce à ce nouveau système de régulation thermique, le groupe de percolation 2 pourra être disposé à n'importe quelle distance de la chaudière principale 7 et isolé thermiquement de cette dernière, ce qui se traduit par la possibilité de réaliser une structuration indépendante de ces deux éléments et par une liberté totale au niveau de la conception de la machine à café elle-même. Ceci est dû au fait que le groupe de percolation 2 parvient à atteindre d'une manière autonome la température optimum d'utilisation et également au fait que les problemes de refroidissement de l'eau le long du parcours entre la chaudière principale 7 et le groupe de percolation 2 sont totalement éliminés, car l'eau chaude qui parvient à ce dernier ne provient plus de ladite chaudière principale. Par ailleurs, et indépendamment de ce qui précède, la température de l'eau chaude alimentée pour obtenir l'infusion de café n'est plus conditionnée par d'autres exigences, comme par exemple la production de vapeur. En effet, les organes qui produisent la vapeur et les organes qui produisent l'eau chaude pour la percolation sont nettement séparés les uns des autres et structurés et régules thermiquement d'une manière indépendante. Cela se traduit par un avantage d'une importance capitale, à savoir qu'il est possible de disposer constamment d'une grande quantité de vapeur même si les mélanges utilisés exigent de l'eau à une température relativement basse. Outre ces résultats, l'invention apporte d'autres avantages remarquables. En effet, grâce à la possibilité de n'avoir à réchauffer que l'eau strictement nécessaire à la réalisation des infusions, la préparation de ces dernières s'avère extrêmement rapide. D'autre part, étant donné que chaque charge de café 4 est alimentée en eau par sa propre chaudière individuelle 16, il est possible de maintenir en état de fonctionnement uniquement le nombre strictement indispensable de chaudières individuelles 16 en obtenant ainsi des substantielles économies d'énergie, ce qui s'avère par exemple extrêmement avantageux aux heures du soir dans les cafés ou dans les bars lorsque l'affluence est à son minimum.Ces économies deviennent encore plus importantes, si l'on considère que la chaudière 7 pour la production de la vapeur peut être éteinte indépendamment des chaudières individuelles 16. Il est également utile de noter que la machine à café selon l'invention permet d'adopter une chaudière 7 pour la production de vapeur d'une structure très simple et d'un volume réduit au minimum indispensable, grâce justement au fait qu'elle est complètement libérée des contraintes fonctionnelles liées à la préparation des infusions de café. Il en découle non seulement que les chaudières 7 peuvent être plus économiques que celles que l'on trouve actuellement sur le marché, mais encore qu'elles sont en mesure de satisfaire plus facilement aux conditions de sécurité liées à la production de vapeur sous pression par le fait qu'elles ne doivent contenir qu'une quantité d'eau relativement réduite. On doit souligner que la machine à café selon l'invention est avantageuse aussi bien pour l'utilisation dans des bars ou similaires que pour l'usage ménager. En effet, dans les bars ou similaires la machine selon l'invention s'avère avantageuse par le fait que la production de café à des températures optimum ne va pas au detriment de la production de vapeur et par le fait qu'il est possible de maintenir en état de fonctionnement uniquement les organes de la machine qui sont strictement indispensables, tandis que dans l'emploi ménager la machine s'avère avantageuse par le fait qu'elle permet, entre autres, une préparation extrêmement rapide des infusions de café. Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreuses modifications et variantes rentrant toutes dans le cadre du même concept novateur. Par ailleurs, tous les éléments de détail pourront être remplacés par d'autres éléments techniquement équivalents. De même, dans la pratique, les materiaux utilisés, ainsi que les dimensions, pourront être quelconques suivant les néces sités. REVEMDICATIONS 1 Machine à café avec système de régulation thermique perfectionnée comprenant un circuit d 'alimentation en eau pour la production d'infusions de café et de vapeur dans lequel le débit d'eau est commandé par au moins une pompe, une chaudière principale destinée à assurer le chauffage de l'eau pour la production de vapeur sous pression, et au moins un groupe de percollation doté d'un porte-filtre destiné à recevoir une charge dosée de café en poudre, caractérisée par le fait que ledit ou chacun desdits groupes de percolation (2) comprend une petite chaudière individuelle (16) dotée d'un système de régulation thermique (17) autonome et structurée en fonction de l'infusion pouvant être obtenue avec la quantité de café en poudre intro- duite dans le porte-filtre (3) correspondant, et par le fait que ledit circuit d 'alimentation en eau se développe de manière à pouvoir alimenter en parallèle ladite chaudière principale (7) et chacune desdites chaudières individuelles (16). 2. Machine à café selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacun desdits groupes de percolation (2) est séparé et éloigné de ladite chaudière principale (7) de manière à être thermiquement indépendant de cette dernière'. 3. Machine à café selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite chaudière principale (7) est dimensionnée et structurée thermiquement exclusivement en vue de la production de vapeur à partir de l'eau qu'elle contient. 4. Machine à café selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacune desdites chaudières individuelles (16) est disposée en étroite contiguité au porte-filtre (3) correspondant et par le fait qu'elle est dotée intérieurement dsau moins une résistance auxiliaire (17) et d'un thermostat (18) sensible à la température de l'eau contenue dans ladite chaudière individuelle (16) et apte à activer ladite résistance auxiliaire (17). 5. Machine à café selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit circuit d'alimentation en eau est contrôlé par des électro-vannes (10, 11) actionnables par l'utilisateur, la première électro vanne (10) interceptant le débit d'eau vers ladite chaudière principale (7) de manière à l'interdire ou à l'autoriser, et la seconde électro-vanne (11) interceptant le ledit dDeau vers chacune desdites chaudières individuelles (16). 6. Machine à café selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'au niveau de chacune desdites chaudières individuelles (16) on a prévu ladite seconde électro-vanne (11), du type à trois voies, positionnée de manière à relier alternativement un conduit d'alimentation (25) en eau chaude débouchant directement sur ledit porte-filtre (3) avec ladite chaudière individuelle (16) ou avec un conduit de décharge (26).