Brevet FR2541106A1 — publié le 19840824

Filtre centrifuge pour une machine à café électrique. L'invention concerne une machine à café ou cafetière électrique comportant un filtre en forme de tambour de centrifugation, qui tourne autour d'un axe et projette le café filtré contre pne paroi réceptrice d'un récipient collecteur, cette paroi entourant le tambour. Dans la préparation du café et en particulier du café du genre "expresso", on désire souvent obtenir sur le café prépare une couche de mousse se maintenant un certain temps L'obtention d'une mousse de café durable fait peu de difficultés avec du café froid, mais elle est d'autant plus difficile que le café est plus chaud. Le but de l'invention est donc de creer une cafetière du genre indiqué, qui améliore la formation de la mousse dans le café et spécialement produise une mousse plus abondante et plus durable, même dans le cas de café chaud. Ce but est atteint selon l'invention, en ce que la paroi réceptrice est à une distance du tambour de centrifugation qui est inférieure à environ 3 mm et est de préférence de 0,2 à 2,5 mm environ et en particulier d'environ 2 mm environ, en vue de la création d'une zone d'étranglement parcourue par le café. Le café devient moussant en passant par la zone duétran- glement. Nais il peut aussi être important que le café éjecté par le tambour de centrifugation soit projeté sous un angle très aigu sur la paroi réceptrice et mousse sur celle-ci, comme une vague arrivant sur la plage. Le tambour de centrifugatioi a un diamètre extérieur d'environ 90 mm et tourne à environ 5000 tours par minute. Les zones d'éjection du café ont donc une vitesse circonférentielle élevée.Le café est donc envoyé à une vitesse élevée dans une fente étroite, à peu près dans la direction de cette fente, la paroi sur laquelle il est d'abord projeté étant fixe et la deuxième paroi se déplaçant à la vitesse d'éjection du café. De préférence, la zone d'étranglement est disposée dans une zone d'impact annulaire du café sur la paroi réceptrice ou dans une zone voisine, ce qui-assure au café des vitesses élevées d'écoulement dans la zone d'étranglement. Dans la zone d'étranglement, des sections de la paroi réceptrice et d'une paroi extérieure opposée du tambour de centrifugation peuvent être essentiellement concentriques, ce qui assure partout autour du tambour des conditions également favorables pour la formation de mousse de café. Avec des surfaces cylindriques concentriques, on obtient les plus petites dimensions pour la fabrication de l'appareil. Les sections concentriques de paroi de la paroi réceptrice et/ou du tambour de centrifugation s'étendent de façon essentiellement continue sur tout le pourtour. Si l'axe de rotation du tambour de centrnfugation est vertical, la zone efficace d'étranglement est située au-dessous de l'endroit d'impact du café sur la paroi réceptrice et présente une hauteur d'environ 1 à 12 mm, de préférence d'environ 1 à 4 mm et en particulier d'environ 2 mm, la zone d'étranglement se trouvant de préférence déjà à l'endroit d'impact, mais pouvant commencer aussi un peu au-dessous. On a constaté qu'une zone d'étranglement de 2 mm de hauteur suffit à produire une quantité de mousse satisfaisante. De plus et d'une façon avantageuse, il est prévu, dans la zone de projection du café sur la paroi réceptrice, des saillies et évidements pratiqués sur le tambour de centrifugation et qui créent un flux a vair à la manière d'un ventilateur. Les évidements sont ouverts au moins partiellement en direction axiale, de sorte qu'ils véhiculent de l'air. Avec un axe vertical de rotation du tambour de centrifugation, le "ventilateur" est disposé avantageusement au-dessous de l'endroit d'impact du café sur la paroi réceptrice et avantageusement aussi au-dessous de la zone d'étranglement. Dans les saillies formant ventilateur, on peut disposer des éléments de fermeture pour la fixation d'un couvercle au tambour de centrifugation. Pour qu'il y ait une bonne formation de mousse, le café éjecté arrive sur la paroi réceptrice de préférence sous un angle inférieur à 220, mieux encore inférieur à environ 150 et, en particulier, inférieur à 100 et compris entre 5 et 100. Ceci peut être obtenu non seulement par le fait que le café est projeté environ tangentiellement sur une. paroi réceptrice cylindrique, mais aussi, en alternative, par le fait que la paroi réceptrice s'évase en forme d'assiette dans la zone d'impact du café éjecté et que le café soit projeté sur le bord d'assiette, qui présente, par rapport à un plan normal à l'axe, un angle d'inclinaison qui correspond à un angle d'impact avantageux pour la formation d'une bonne mousse de café. On expliquera l'invention plus en détail ci-après à l'aide de quelques modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés sur le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est la coupe verticale d'une cafetière, le long de l'axe du tambour de centrifugation; la figure 2 est une coupe essentiellement suivant II-II de la figure 1; la figure 3 est un agrandissement partiel de la figure 1, représentant le bord extérieur du tambour de centrifugation; la figure 4 est une coupe partielle, essentiellement suivant IV-IV des figures 1 et 3,et la figure 5 est une coupe partielle correspondant à celle de la figure 1 et représentant une variante de la cafetière. La machine à café ou cafetière electrique représentée sur la figure 1. possède un carter inférieur 2, sur lequel est placé un récipient collecteur 4 Ce dernier forme une rigole annulaire 6 à section-en U La rigole descend d'un côté et comporte, à son endroit le plus bas, un bec verseur 8 dépassant le carter inférieur 2 et sous lequel une tasse de café 10 peut étire posée Sur sa face inferieurew le récipient collecteur 4 possède des nervures de support 12, sur lesquelles un moteur électrique 14 est fixé. Un axe d'entraînement 16 sort verticalement du moteur 14 vers le haut et porte, à son extrémité supérieure, un disque d'accouplement 18.Un tambour de centrifugation 20 comporte, dans la zone centrale de son fond horizontal 22, un renflement 24 dirigé vers le haut, avec lequel il se fixe de manière amovible sur le disque d'accouplement 18. Le dessus du renflement 24 comporte un rebord périphérique 26, à partir duquel, pendant llinfusion, l'eau bouillante arrivant par le haut dans le sens de la flèche est projetée par pulvérisation sur le café moulu 28 placé dans le tambour de centrifugation. Au fond 22 se raccorde une paroi périphérique 30 s'évasant en cone vers le haut et a laquelle se raccorde, a son tour, une section cylindrique de paroi 32, qui constitue le bord superieur.La section de paroi 3'2.s'épanouit a son extrémité supérieure, en un flasque horizontal 34. 8 partir de la section cylindrique 32 de paroi s'étendent par ailleurs, sur la même distance que le flasque 34, trois saillies 36 réparties sur la périphérie et dans lesquelles sont formées des poches 38 ouvertes vers le haut et constituant des pièces d'une fermeture à balonnette. Un couvercle de tambour 40 présente sur son pourtour exterieur un flasque horizontal 42, qui repose sur le flasque 34 du tambour de centrifugation 20 et comporte des crochets 44 de fermeture én balonnette dirigés vers le bas et pénétrant dans les poches 38 du tambour; ces crochets s'y verrouillent par rotation du couvercle 40 dans le sens contraire de celui de la rotation du tambour.Au flasque 42 se raccorde vers l'intérieur une section cylindrique 46 de paroi de couvercle dépassant vers le bas, dont le côté extérieur s'étend vers le bas le long du côté interieur de la section cylindrique 32 de paroi du tambour, de manière qu' entre ces deux sections cylindriques de parois, il reste une fente étroite définie, qui forme un filtre à fente pour le café. L'arête supérieure interne de raccordement entre la section cylindre 32 de paroi du tambour de centrifugation et le flasque 34 possède un chanfrein 48, qui forme un canal annulaire 50 entre le couvercle 40 et le tambour 20.Dans la face supérieure du flasque 34 sont pratiquées trois rainures radiales 52 réparties sur la périphérie, ces rainures formant avec le couvercle des canaux,par lesquels peut s'écouler le filtrat accumulé dans l'espace annulaire 50.La section de chacun des 2 trois canaux ainsi formés peut être d'environ 3,5 mm , pour un tambour de centrifugation qui possède un diamètre extérieur de flasque 34 de 90 mm et qui tourne à environ 5000 tours par minute.Dans la partie centrale, le couvercle 40 a une ouver ture 56, par laquelle l'eau bouillante pénètre par en haut dans le tambour dans le sens de la flèche. Un couvercle 58 de carter possède dans sa partie centrale un entonnoir 60 à eau bouillante, placé au-dessus de l'ouverture d'entrée 56 du tambour. Par ailleurs, le couvercle 58 de carter possède une paroi cylindrique de réception qui s'étend profondément vers le bas, qui pénètre dans la rigole 6 du récipient collecteur 4 et dont la face intérieure entoure le tambour de centrifugation 20 à une distance radiale de 2 mm. Sur le côté extérieur de la paroi réceptrice 62 font saillie un flasque couvercle 64 et des nervures de centrage 66, par lesquels le couvercle 58 de carter repose et est centré sur le récipient collecteur 4. La cafetière décrite ci-dessus fonctionne comme suit Quand le couvercle 58 de cartèr et le couvercle 40 de tambour sont retirés, on met du café moulu dans le tambour 20. Une fois les deux couvercles remis en place; le moteur électrique 14 est mis en marche et on verse la quantité dgeau nécessaire à l'infusion dans l'entonnoir 60. L'eau tombe sur le renflement 24 se trouvant aufond du tambour 20 et est projetée de là vers l'extérieur sur le café moulu 28, qui s'est réparti en anneau.Le café qui sort sur le côté extérieur de l'anneau café moulu 28 est dirigé par la section conique de paroi 30 du tambour vers le haut et s'écoule alors par la fente de filtrage 47 entre les sections de parois cylindriques 32 du tambour 20 et 46 du couvercle de tambour 40 jusque dans l'espace annulaire 50, d'où il est éjecté vers l'extérieur par les trois canaux radiaux 52. Par suite de la grande vitesse circonfé- rentielle du tambour, le café éjecté atteint sous un angle aigu la paroi réceptrice 62 du couvercle 58 de boîtier. L'air entraîné par le tambour pousse le café le long de la paroi réceptrice. C'est pourquoi, dans le café sortant déjà des canaux 52 avec une certaine proportion de mousse, il y a une formation de mousse supplémentaire.Le café s'écoule alors le long de la paroi réceptrice 62, vers le bas, dans la rigole 6 du récipient collecteur 4, de laquelle il coule vers l'extérieur dans la tasse 10 par le bec 8. Pour le nettoyage, le tambour de centrifugation 20 peut etre enlevé du disque d'accouplement 18 et retiré de l'appareil. Suivant une variante de la forme d'exécution conforme aux figures 1à4, lescanaux 52 qui sont dans le flasque 34 du tambour 20 sont supprimés. Le café sort alors, réparti sur tout le pourtour, entre le flasque 34 du tambour et le flasque 42 du couvercle 40 de tambour, les aspérités que les flasques présentent normalement de par la fabrication créant une fente suffisante entre ceux-ci La variante d'exécution de la cafetière représentée sur la figure 5 est semblable à celle des figures 1 à 4, pour ce qui est du moteur électrique 14, de l'axe 16, du disque d'accouplement 18, du tambour de centrifugation 20 et du couvercle 40 de -tambour, les pièces semblables étant repérées par les mêmes références.A la différence de la forme d'exé- cution précédente, un couvercle de carter 558 comportant un entonnoir central 560 présente, dans la zone d'impact du café éjecté par le tambour 20, une section de paroi de réception 562 s'étendant légèrement coniquement vers l'extérieur à la façon d'un rebord de chapeau ou d'un rebord d'assiette; cette section commence à une distance radiale de 2 mm du flasque 42 du couvercle 40 de tambour et se raccorde àune distance radiale d'environ 2 cm du pourtour extérieur du tambour 20, à une section cylindrique et verticale de paroi 563 par lBinter- mediaire d';un arrondi a grand rayon, cette dernière section pénétrant dans une rigole 506 d'un récipient collecteur 504 et étant posée-et centrée, avec un flasque couvercle 564 et des nervures de centrage 564, sur le récipient collecteur 504. La section 562 de paroi réceptrice fait un angle de 100 avec l'horizontale. Le café éjecté par le tambour de centrifugation 20 de façon sensiblement horizontale arrive sous un angle très aigu sur la section de paroi réceptrice 562, où il subit des turbulences comme une vague arrivant sur la plage, de sorte qu'il y a formation de mousse. Suivant une autre disposition de la forme d'exécution conforme à la figure 5, on a supprimé les canaux de sortie 52, de sorte que le café sort seulement par une fente annulaire très mince et se trouve projeté plus régulièrement à l'intérieur de la section 562 de paroi réceptrice. Le moteur 14 est monté sur des nervures 512 du récipient collecteur 504 qui repose sur un carter inférieur 502. REVENDICATIONS 1. Filtre centrifuge pour une machine a café électrique composé de deux Parties raccordées entre ellea de façon séparable, tournant autour d'un axe vertical et délimitant ensemble une fente de filtre, caractérise par le fait que le filtre se compose d'un tambour de centrifugation (20) comportant une paroi périphérique (302 qui se raccorde vers le haut a un fond (22) et à laquelle se raccorde sers le haut une section cylindrique de paroi (32) et d'un couvercle (40) comportant également une section cylindrique de paroi (46?, les sections cylindriques de paroi (32,46) du tambour et du couvercle étant, à l'état assemblé, disposées concentriquement l'une par rapport à'autre et par rapport a l'axe de rotation et formant entre elles la fente de filtre (47). 2 Filtre centrifuge suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le cste extérieur de la section cylindrique de paroi (46) du couvercle (40) s'étend vers le bas le long du côté intérieur de la section cylindrique de paroi (32) du tambour (20). 3. Filtre centrifuge suivant la revendication 1 ou 2, carac terisé par le fait que le tambour (20) et le couvercle (40) sont assemblés au moyen dhn système de fermeture à baionnette (poches 38 et crochets 44 de fermeture à haionnettej. 4. Filtre centrifuge suivant l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un canal annulaire (50) entre le tambour (20) et le couvercle (40), à l'état assemblé, en aval de la fente de filtrage (47). 5. Filtre centrifuge suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs canaux d'ecoulement 52) répartis sur la périphérie, par lesquels le cafe est éjecté vers l'extérieur à partir du canal annulaire (50).