Brevet FR2489129A1 — publié le 19820305

L'invention se rapporte à un appareil d'infusion, tel qu'une machine à café, et, plus particulièrement, à une machine à café à stillation perfectionnée dans laquelle une chambre de condensation, ou condenseur, séparée, nettement définie, est interposée dans le tube qui s'étend entre la source de chaleur et le diffuseur afin de supprimer le traitement à la vapeur, ou vaporisage et élever la tempé- rature de l'infusion. Dans les machines à café électriques classiques, à stillation, il est pratique courante d'utiliser un carter en matière plastique moulée approximativement en forme de C qui comporte une branche horizontale inférieure servant à porter un pot chauffé, l'autre branche horizontale supé- rieure formant une paroi supérieure en surplomb au-dessus du pot et contenant un diffuseur d'eau servant à faire tomber goutte à goutte de l'eau chaude, à travers un fil- tre à café, dans le pot. La branche verticale contient un réservoir d'eau interne et une chambre de chauffage située au-dessous du réservoir pour fournir de l'eau chaude, par l'intermédiaire de tubes, au diffuseur d'eau monté dans la paroi supérieure du carter et au filtre à café. De telles machines à café ont remplacé dans une très grande mesure les machines à café du type percolateur et ce type général de machines à café, tel que représenté dans le brevet des EUA n0 3 968 740, peut être construit en plu- sieurs tailles différentes et, notamment sous la forme de machines à café plus petites pour quatre tasses dont la construction est, dans l'ensemble, similaire, telle que celle décrite dans le brevet des EUA no 4 142 840. L'un des problèmes que posent de telles machines à café est un vaporisage excessif qui entraîne des fuites par condensation et de longs temps d'infusion et dans certains cas de basses températures de l'infusion. Conformément à l'invention, on prévoit un appa- reil infuseur électrique, plus précisément une machine à café du type à stillation, comportant un carter vertical en forme de C dont une branche horizontale est munie d'un support de pot chauffé et dont l'autre branche contient un diffuseur d'eau. La branche verticale enferme un réser- voir d'eau accessible dont la paroi inférieure comporte une ouverture. Une chambre chauffée formant pompe, dispo- sée dans la partie inférieure du carter, fournit, par l'intermédiaire de tubes, de l'eau chaude au diffuseur, l'eau s'écoulant ensuite à travers un filtre à café, dans le pot, de la manière classique. L'invention apporte un perfectionnement à cette combinaison en interposant une chambre de condensation, ou condenseur, nettement définie, séparée et distincte dans les tubes, la chambre de conden- sation ayant une section transversale plus grande que celles des tubes de raccordement. La chambre est disposée, de préférence, au-dessous du réservoir, dans la branche verticale de la cafetière et entre le support du pot chauffé et le diffuseur. Ainsi, le principal but de l'in- vention est de réaliser une machine à café à stillation perfectionnée qui contient une chambre de condensation nettement définie, séparée, pour supprimer l'envoi de vapeur au diffuseur et assure l'obtention de températures d'infusion plus élevées afin d'améliorer la qualité du café. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: 25. figure 1, une vue de face, en partie en pers- pective et en partie en coupe et en traits interrompus, d'une machine à café type utilisant un mode de réalisation de l'invention; et figure 2, une représentation schématique d'un trajet d'écoulement utilisant un autre mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1 à laquelle on se référera, on a représenté une machine à café électrique à stillation qui comprend, dans l'ensemble, un carter principal 10 en forme de C, en matière plastique, ce carter ayant une branche horizontale inférieure 12 formant un support pour au moins un réceptacle, tel qu'un pot chauffé, la branche horizontale supérieure 14 contenant un diffuseur d'eau 16 et s'éten- dant au-dessus de la branche inférieure de sorte qu'un filtre à café 18 et un pot 20 sont supportés entre elles d'une manière classique. La troisième partie ou branche verticale du carter 10renferme, dans sa partie supérieure, un réservoir d'eau accessible 22, réservoir qui est acces- sible grâce à un couvercle amovible qui obture une ouver- ture formée à son sommet, ouverture à travers laquelle on peut verser de l'eau dans le réservoir pour commencer l'opération d'infusion du café. Pour distribuer l'eau emma- gasinée, le réservoir 22 comporte une paroi inférieure 24 munie d'une ouverture centrale 26. L'eau est chauffée par une résistance électrique chauffante gainée 28 qui est disposée, de préférence, dans la branche horizontale inférieure et placée au-dessus du tube à eau 30 pour chauf- fer l'eau contenue dans le tube et pour maintenir le café passé qui se trouve éventuellement dans le pot 20 à une température appropriée. L'eau est acheminée à partir du réservoir 22 par l'ouverture 26 et envoyée directement au moyen d'un tube 32 dans la zone de chauffage du générateur d'eau chaude, dans le tube inférieur 30 duquel elle est portée à ébullition pour produire une action de pompage dans ce tube 30 et elle est refoulée par un conduit ou tube distinct 34 jusqu'au diffuseur 16 sous forme d'eau chaude afin de s'écouler goutte à goutte dans le filtre à café 18 puis être déversée dans le pot 20 sous forme de café infusé. La structure telle que décrite jusqu'à ce point est classique. D'une manière générale, des clapets de rete- nue, tels que le clapet 36, peuvent être disposés, soit dans l'orifice de sortie du réservoir, soit dans l'orifice de sortie (non représenté) du générateur d'eau chaude, soit dans chacun de ces orifices, de façon à agir comme clapets anti-retour. Une telle structure, avec éventuellement de légères modifications, est classique dans la plupart des machines à café en matière plastique moulée. En général, les machines à café à stillation actuelles présentent l'inconvénient d'une production exces- sive de vapeur, laquelle est entraînée à partir du généra- teur d'eau chaude dans le tube de sortie et dans le diffu- seur, cet excès de vapeur entraînant des fuites par conden- sation et se traduisant par de longs temps d'infusion du café, et, dans certains cas, par de basses températures de l'infusion. La présente invention supprime le vaporisage et les bouchons de vapeur provoqués par un arrêt de la montée de pression, bouchons qui peuvent se former dans les tubes qui s'étendent entre le réservoir 22 et le diffu- seur 16. A cette fin, l.'invention utilise un condenseur, ou chambre de condensation, nettement défini, séparé 38, placé dans le conduit de sortie du dispositif de chauffage ou générateur d'eau chaude 28, 30. Le condenseur a une plus grande section transversale que les tubes qui y sont rac- cordés, comme on peut le voir sur la figure 2, et il peut être avantageusement disposé dans la partie de socle de la machine, comme représenté sur la figure 1, dans l'espace disponible à côté du tube 32. Le condenseur est une chambre de condensation à contact direct dans laquelle la vapeur produite dans le générateur d'eau chaude 28, 30 par l'eau qui s'évapore partiellement à l'intérieur du tube du géné- rateur d'eau chaude engendre une pression qui ferme le clapet d'admission 36 et refoule le liquide suivi par la vapeur, hors du générateur d'eau chaude. Du fait de la forte variation périphérique du flux thermique dans le géné- rateur d'eau chaude, la plus grande partie du liquide expulsé est à une température inférieure à la température de satura- tion. Il en résulte que, lorsque 'la vapeur et le liquide expulsé entrent dans la chambre de condensation plus grande, il s'effectue une condensation par contact direct de la vapeur. Ce processus entraîne une chute de pression qui provoque l'ouverture du clapet de sortie 36 du réservoir et aspire une nouvelle quantité d'eau froide hors du réser- voir. Après un bref séjour de cette eau dans-la zone de chauffage, l'évaporation ou processus d'ébullition recom- mence. Ce processus de pompage cyclique assure la distribution d'eau chaude par la chambre de condensation ou condenseur 38, sans distribution de vapeur. En d'autres termes, il est souhaitable d'alimenter le diffuseur 16 en eau chaude et non en vapeur. Bien que cette caractéristi- que ne soit pas indispensable, le tube 32 d'entrée et le tube de sortie 34 du condenseur ont approximativement la même section transversale. La chambre 38 élimine la vapeur par condensation et envoie la quasi-totalité de l'eau chaude directement dans le diffuseur 16 améliorant ainsi l'infusion de café. En outre, l'absence de vapeur dans la région du diffuseur supprime la condensation de la vapeur sur la surface extérieure de la cafetière réduisant ainsi les fuites par condensation. En outre, étant donné que le temps de préparation du café n'est pas gaspillé par la distribution de vapeur au diffuseur, le temps d'infusion du café est réduit. Cette structure a été représentée sur la figure 2. L'interposition du clapet 40 dans le conduit de sortie qui aboutit au diffuseur 16, après le condenseur et, de préférence, au voisinage de la sortie du condenseur, s'est avérée améliorer les caractéristiques de prévention du colmatage. Le clapet empêche l'eau chauffée de retour- ner dans le générateur d'eau chaude pour y être à nouveau chauffée, ce qui provoque le dépôt de minéraux dans les passages. En outre, par suite de l'amélioration des carac- téristiques d'écoulement, c'est-à-dire du fait que l'on maintient un écoulement essentiellement unidirectionnel, il se produit un effet de récurage qui nettoie les passa- ges et les débarrasse des dépôts. L'emploi d'un tel clapet en combinaison avec la présente chambre de condensation 38, ce clapet étant disposé à peu près au niveau de l'ori- fice de sortie de la chambre 38, comme représenté sur la figure 2, améliore également le fonctionnement d'ensemble en réduisant le colmatage tout en réduisant également le vaporisage. La chambre de condensation 38 représentée sur la figure 1, réduit le vaporisage qui est nuisible du fait que la vapeur ne produit pas de café, au contraire de l'eau chaude. La chambre 38, en combinaison avec le clapet de sortie anti-retour 40, améliore à la fois les caracté- ristiques de prévention du vaporisage et les caractéris- tiques de prévention du colmatage réalisant ainsi un per- fectionnement global général par rapport à la structure qui utilise uniquement un condenseur ou chambre de conden- sation 38 et les revendications annexées couvrent les deux versions, c'est-à-dire à la fois celle non munie de clapet de sortie représentée sur la figure l et celle munie d'un tel clapet représentée sur la figure 2. Le fonctionnement qui se produit dans la partie condenseur/clapet de la figure 2 est le suivant. Lorsque de la vapeur est formée dans le générateur d'eau chaude, elle provoque la fermeture du clapet d'admission 36 en pro- voquant l'élévation de la pression interne et elle provo- que l'ouverture du clapet de sortie 40 distribuant ainsi l'eau chaude au diffuseur 16. Lorsque la vapeur engendrée arrive dans le condenseur, le condenseur ou chambre de condensation 3S- provoque une baisse de la pression par condensation directe de la vapeur engendrée et, du fait de cette baisse de pression, le clapet d'admission 36 s'ouvre pour introduire une nouvelle quantité d'eau dans le tube 30. Ainsi, la présente invention grâce uniquement à l'emploi du seul condenseur représenté sur la figure 1, apporte un perfectionnement aux machines à café à stilla- tion en supprimant le vaporisage et, avec l'addition du clapet de sortie 40, elle apporte un perfectionnement au condenseur de base de l'invention en ajoutant l'avantage d'une réduction du colmatage des conduites provoqué par le dépôt de minéraux. 248 9 1 2 9 REVENDICAT IONS 1. Machine électrique pour préparer du café et boissons similaires, comportant un socle chauffé (12) sup- portant un réceptacle (20) et un filtre à café (18) disposé au-dessus du réceptacle et des moyens (22,28,30) pour emma- gasiner, chauffer et distribuer de l'eau chaude par l'in- termédiaire de tubes (32,34) au filtre, machine caracté- risée en ce qu'elle comprend: un condenseur nettement défini, séparé (38) interposé dans les tubes, ce condenseur étant disposé entre le socle chauffé et le filtre pour éliminer le vaporisage. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le condenseur séparé (38) a une plus grande sec- tion transversale que les tubes. - 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie du con- denseur séparé (38) ont approximativement la même section transversale. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le condenseur séparé (38) est disposé dans la partie de socle de la machine. 5. Machine selon la revendication 1, du type comportant, en outre, un carter vertical (10) en forme de C dont une branche horizontale (12) comporte un support de pot chauffé et dont l'autre branche horizontale (14) comporte un diffuseur d'eau (16), la branche verticale enfermant un réservoir d'eau accessible (22) dont la paroi inférieure (24) est percée d'un orifice (26), une chambre de chauffage et de pompage (28,30) étant disposée dans la partie inférieure du carter pour distribuer de l'eau chaude, par l'intermédiaire de tubes (32,34), au diffuseur (16), machine caractérisée en ce que le condenseur, ou chambre de condensation, séparé (28) est interposé dans les tubes, et en ce qu'un clapet de sortie antiretour (40) est monté dans le tube (34) au voisinage de la sortie du condenseur, la chambre et le clapet étant disposés entre le support de pot chauffé et le diffuseur pour supprimer le vaporisage et réduire le colmatage. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le condenseur séparé (38) a une plus grande sec- tion transversale que les tubes. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie du con- denseur séparé (38) ont approximativement la même section transversale. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le condenseur séparé (38) est disposé au-dessous du réservoir, dans la branche verticale du carter.