Brevet FR2548885A1 — publié le 19850118

Appareil de chauffage de liquide' La présente invention concerne un appareil de chauffage de liquide destiné à être alimenté par une source de puissance faible pour fournir de petites quantités de liquide, par exemple de petites quantités d'eau chaude a une température de préférence déterminée pour la préparation de liquides allmentaires a base de produits désiqués ou lyophilisés tels que du café, des infusions, etc. I1 existe actuellement différents types d'appareils électriques pour la préparation de liquides alimentaires tels que du café. Suivant le mode de fonctionnement, ces appareils travaillent a faible pression ou a une pression relativement élevée. Dans tous les cas, ils comportent un réservoir d'eau qui doit Entre mis a la température d'utilisation. Un tel réservoir a une capacité de plusieurs litres, ce qui ne permet pas un fonctionnement pratiquement instantané. De plus, pour réduire le temps de mise en route de l'appareil, les puissances de fonctionnement sont relativement élevées. Ces puissances sont dimensionnées pour la puissance demandée maximale, c'est-à-dire pour la plus grande quantité de liquide contenu dans le réservoir. On peut ainsi arriver dans le cas dlappareils à café électriques pour des collectivités à des puissances de l'ordre de 10 KW Or, une telle puissance nécessite une alimentation appropriée, c'est-à-dire un cible coûteux des disjoncteurs de puissance, etc. L'installation d'un tel appareil devient de ce fait une opération dont le coût n'est pas négligeable. Cette puissance est d'autant plus disproportionnée qu'elle n'est utilisée réellement que pendant une durée extrèmement limitée et une fois l'appareil mis en route, la demande de puissance est relativement faible. De plus, un tel appareil est nécessairement installé à demeure étant donné la prise particulière qu'il nécessite. On ne peut envisager de l'utiliser à la manière d'une cafetière électrique de ménage que l'on branche dans une prise au moment de son utilisation car il faut un branchement avec mise à la masse et l'intensité du courant consommé est relativement élevée. Dans certaines applications telles que par exemple des machines à café utilisées dans le service de restaurant embarquées à bord de trains, on rencontre les mêmes problèmes. En effet, actuellement, ces machines à café fonctionnent suivant des principes connus, nécessitent des puissances installées relativement élevées et ne comportent pas de moyens de sécurité. En outre, dans le cas particulier de telles machines, l'usage veut que les appareils soient mis en place à bord du wagen restaurant quelques minutes seulement avant le départ du train. A l'arrivée, les machines sont démontées. Or, suivant les exigences de fonctionnement, il faut que l'appareil soit opérationnel très rapidement et puisse fournir de l'eau chaude pour des boissons quelques minutes seulement après le départ du train. Pour arriver à ce résultat, il faut donc que la puissance de chauffe de l'appareil soit très importante et comme précedemment, elle doit être surdimensionnée pour le démarrage. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer un appareil de chauffage de liquides notamment un chauffe eau utilisable comme machine servant à la prepa- ration de café ou de thé, qui tout en permettant des débits relativement importants, ne nécessitent qu'une puissance électrique installée relativement faible. A cet effet, l'invention concerne un appareil de chauffage de liquides, caractérisé par un réservoir principal de liquide relié a un réservoir auxiliaire de volume beaucoup plus faible que le réservoir principal, le réservoir auxiliaire contenant les moyens de chauffage, de détection de température et de niveau de liquide, le moyen de soutirage étant relié au réservoir auxiliaire. La presente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessines annexés, dans lesquels - La figure 1 est un schéma de principe de l'invention, - La figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de l'appareil, selon l'invention, - La figure 3 est une vue en coupe de détail des reservoirs de l'appareil, - Les figures 4 et 5 sont des vues de face et de côté, schématiques, de l'appareil au niveau de son moyen de dosage. Selon la figure 1, l'appareil de chauffage de liquide se compose d'un réservoir principal 1, de volume relativement important et d'un réservoir auxiliaire de chauffage 2 communiquant avec le réservoir principal 1. Cette liaison est réalisée par un tube 3 qui débouche dans le réservoir auxiliaire 2. Dans cette disposition, le réservoir principal 1 se trouve au-dessus du réservoir auxiliaire 2 et ce dernier est scellé de façon étanche. A sa base, le réservoir auxiliaire 2 comporte un moyen de soutirage constitué par un robinet 4 débouchant au-dessus de l'emplacement 5 du récipient à remplir par exemple une tasse. La commande de l'appareil est assurée par le circuit de commande 6 qui est relié à une alimentation électrique 7. Le circuit de commande 6 comporte un bouton de réglage de température 8 et un bouton de commande marche/arrêt 9, un voyant de fonctionnement 10 et un voyant de remplissage 11. Le circuit de commande 6 est relié à un détecteur de niveau 12 et une sonde de rempérature 13 placée dans le réservoir auxiliaire 2. Le circuit 6 est également relié au serpentin de chauffage 14 à l'intérieur du réservoir 2. Le circuit de commande est également relié à un détecteur marche/arrdt 15 qui détecte la présence d'un récipient 16 à l'emplacement 5 et commande le cycle de distribution de liquide. Enfin, le circuit 6 ést relié à un détecteur de niveau 17 qui détecte le niveau de remplissage du récipient 16 et commande l'arrêt de distribution de liquide en coupant la vanne 4. Ce détecteur de niveau 17 peut être doublé par un second détecteur 17', parallèle au précédent pour permettre un dosage différent en eau chaude par exemple un café concentré ou dilué. Bien que, de façon générale, l'appareil soit à fonctionnement électrique pour utiliser les différentes commandes de présence, de niveaux et de température, le chauffage du liquide peut se faire par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur lui-même chauffé par exemple au gaz. Les avantages de l'invention resteront les mêmes puisque la puissance de chauffe n'est en aucun cas la puissance importante nécessaire à chauffer très rapidement l'ensemble du liquide'contenu dans l'appareil mais seulement une fraction relativement faible de ce liquide, et qui est contenue dans le réservoir auxiliaire 2. Dans la description faite ci-dessus, le réservoir principal 1 est placé au-dessus du réservoir auxiliaire 2, ce dernier se remplissant jusqu'à un niveau déterminé correspondant à l'équilibre entre le poids de la colonne d'eau et l'air comprimé dans le réservoir 2 au-dessus du niveau du liquide dans ce réservoir 2. Le remplissage du réservoir 2 se fait ainsi au fur et à mesure de l'extraction de liquide chaud. Suivant une variante non représentée, les réservoirs 1 et 2 sont placés l'un à côté de l'autre et communiquent par un tube de liaison, de section suffisam- ment faible pour ne pas favoriser la circulation par convection. I;Jn mode de réalisation particulier de l'invention sera décrit à l'aide des figures 2 à 5. La figure 2 est une vue en perspective d'ensemble de l'appareil qui se présente sous la forme d'un boîtier parallélépipédique 20, destiné à entre mis en place par simple accrochage à des organes d'accrochage correspondants, prévus sur le mur. En partie haute, l'appareil 20 comporte un couvercle 21 pour le remplissage. Sur sa face avant, l'appareil est muni d'une fenêtre 22 permettant dans le cas d'un réservoir (1) transparent de voir le niveau de liquide dans ce réservoir. partie basse, le boîtier 20 comporte une ouverture 23 correspondant à l'emplacement 5 du récipient à remplir. Cette ouverture 23 laisse apparattre les tiges 17, 17' du détecteur de niveau, la tige 13 de détection de présence d'un récipient n'étant pas représentée. La façade du' bottier 20 de l'appareil cornporte également les deux boutons de commande 8, 9 et les deux voyants lumineux 10, 11. Le voyant 10 indique que l'appareil est prêt pour l'utilisation et le voyant 11 est un témoin de remplissage indiquant à l'utilisateur que celui-ci @@@ de nouveau remplir le réservoir 1 ; ce dernier voyant constitue une double securite avec la fenêtre or. Le boîtier 20 esL prolongé en part le route par un rebord 24, destiné à éviter le dbordement du réservoir 1 en cas de roulis. Le liquide qui s'échappe du réservoir 1 dans de telles conditions peut être évacue par des orifices tels que le trou 25 prévu dans la partie haute du boîtier 20 de l'appareil. La --:-ue en coupe de la figure 3 montre une réalisation possible des réservoirs 1, 2 qui sont, de préférence, des réservoir de même forme notamment des réservoirs en polycarbonate. Dans cette figure, les éléments qui correspondent aux éléments déjà décrits a la figure i, portent les mêmes références et leur description détaillée ne sera pas reprise. En partie basse, le réservoir de chauffage 2 comporte une vanne de vidange 38 ; en partie haute, le réservoir 2 est fermé par un couvercle 39 fixé sur le réservoir 2 à l'aide de liaisons vissées avec interposition d'un joint 40. La figure 4 montre les deux possibilités de dosage d'un niveau de liquide à l'aide des deux sondes 17, 17' permettant d'assurer un remplissage la hauteur H ou à la hauteur H'. La figure 5 qui est une vue en coupe perpen-diculaire à celle de la figure 4 montre la sonde 17 pour le dosage du niveau de liquide dans le gobelet 16. La présence du gobelet est détectée par l'intermédiaire de la lame 18 déjà décrite, montée pivotante autour de l'axe 27 et raPpelée en position avant par le ressort de rappel 28. La mise en place du récipient 16 repousse la lame 18 dans le sens des aiguilles d'une montre et commande le contact 29 relié au circuit de commande 6. A titre d'exemple, dans le cas d'une réalisation d'appareil de chauffage d'eau, selon l'invention, destiné à équiper par exemple un wagon restaurant de chemin de fer pour la préparation de café à base de produits lyophilisés, la résistance 12 était d'une puissance de 2 Kw, avec un réservoir inférieur de 1,5 litre, il a été possible d'obtenir de leau chaude à 80 C en trois minutes trente secondes. Même pour des tirages successifs de portion correspondant à 10-15 centilitres d'eau chaude, la chute de température est négligeable puisque la résistance permet de chauffer tres rapidement l'eau non encore à température introduite dans le réservoir de chauffage 2 a partir du réservoir de stockage i Suivant les modes de réalisation, le capteur de température 11 peut être un capteur à bulbe permettant de règler une temperature du liquide dans le réservoir 2 entr 30 et 900C. Dans le cas d'un capteur 11 constitué par un élément en bimétal, il n'y a pas de réglage. Pour ne pas être gêné par des coupures de courant de courte durée 51'eau restant suffisamment chaude dans le réservoir de chauffage 2 pendant de telles courtes durées, le dispositif de dosage commandé électri- quement a partir du circuit de commande 6 et du détecteur de présence de récipient 18, peut être commande manuellement. Pour disposer rapiaement d'une quantité d'eau chaude d'un volume supérieur à celui d'une portion servant a la préparation d'un café ou d'une infusion, il est possible d'utiliser la vanne de vidange 30! En fin d'utilisation, cette vanne 30 sert vider l'apparein. REVENDICATIONS 10) Appareil de chauffage de liquide notamment chauffe-eau pour fournir de l'eau chaude pour la préparation de café à base de café soluble ou d'infusirns, de bouillon, etc..., appareil comportant des moyens de chauffage par exemple électriques, des moyens de reglage de la température de liquide distribué et des moyens ae distribution de liquide, appareil caractérisé par un réservc-. principal (1s de liquide relié à un réservoir auxiliaire 2) de volume beaucoup plus faible que le réservoir principal {1), le réservoir auxiliaire contenant les moyens de chauffage (l1) de detection de température (13) et de niveau (12) de liquide1 le moyen de soutirage (4) étant relié au réservoir auxiliaire (2). 2") Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir principal (1) est placé au-dessus du réservoir auxiliaire (2) et y débouche par un tube (3) arrivant au niveau du fond du réservoir auxiliaire (2), ce dernier étant scellé de façon étanche. 30) Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de récipient (13) ainsi qu'au moins un détecteur de niveau (24, 24') commandant l'an l'ouverture de l'électrovanne (4) en début de remplissage du récipient (14), l'autre sa fermeture. 40) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qutil comporte un circuit de commande (6) alimenté de l'extérieur (7), recevant des informations de température et hauteur de niveau ainsi que de présence d T un récipient (10, ll, 13, 24, 24') pour indiquer l'état de fonctionnement correct (30) de l'appareil ou la necessité qu'il y a de le remplir (31), assurer le chauffage du liquide contenu dans le réservoir auxiliaire (12) et permettre sa distribution (4) et 1'arrêt de la distribution dans un récipient (14). 5 ) Appareil selon'la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier (20) est de forme parallélépipédique rectangle, et se termine par un bord supérieur (32) debordant par rapport au couvercle (21) pour retenir le liquide qui s'échappe en cas de roulis 6 ) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réservoir principal (1) et le réservoir auxiliaire (2) sont des récipients identiques.