Brevet FR2579880A1 — publié le 19861010

La présente invention concerne un preparateur de boissons chaudes ou froides telles que café, chocolat, lait, the, potage ; ou. autres boissons réfrigérées telles que jus de fruits, eaux minérales, bieres, etc... Cet appareil moderne, de conception modulaire, capable de générer du chaud comme du froid, se caracterise et se distingue de tous les modèles equivalents existant actuellement sur le marché, par ses multiples possibilités fonctionnelles et par ses dimensions tres réduites (voir Fig. 1, représenté à l'échelle 0,8). Toutes ces caractéristiques font de ce préparateur de faible coût, un produit unique trouvant un usage partout, quels que soient le milieu et les conditions d'utilisation : appartements, bureaux, collectivités, mais aussi particulièrement dans les véhicules mobiles où les critères dimensionnels constituent un facteur important : automobiles, bateaux (de plaisance), caravanes, trains, avions, etc... Des analyses préalables détaillées de l'ensemble du contexte des environnements et en particulier du transport automobile ont permis de déterminer les criteres essentiels du dispositif décrit dans le present document. L'objet de l'invention porte donc sur la conception particuliere et originale du dispositif en tant que produit fini spécifique d'une utilisation donnée. Actuellement, les appareils connus qui sont utilises pour la preparation de boissons chaudes et plus généralement pour le chauffage de liquides (eventuellement dans des véhicules automobiles) ne font pas appel à des techniques très élaborées. Ces ustensiles sommaires trouvent de multiples applications en voyage, en camping ou en voiture. Alimentés par une tension de 12 volts et d'une puissance voisine de 100 watts, ils se branchent habituellement sur l'allume-cigare. De forme sensiblement allongée, ils se limitent le plus souvent à une resistance chauffante blindée surmontée d'un manche utile à leur maniement. Les appareils de chauffage de liquides connus fonctionnant sur batterie sont toujours du type "volant", c'est-à-dire non conçus pour une fixation permanente à un support ou à un récipient. Cette mobilité avantageuse en tant qu'ustensile de type "universel" limite cependant leur intérêt en tant qu'équi- pement de véhicules mobiles, notamment à cause - des risques de brûlure par contact avec le corps chauffant, - des risques de renversement du liquide par manque de stabilité de l'ensemble, - de la nécessité de se premunir de bouteilles, - de la nécessité d'effectuer plusieurs opérations incommodes dans un vehicule, en particulier le remplissage d'un récipient ou d'un gobelet. La presente invention a pour objet un dispositif préparateur de bois sons chaudes ou froides destine à équiper plus particulièrement, (mais non exclusivement), des véhicules mobiles, caractérisé par l'emploi de recipients ou cartouches preconditionnes permettant une recharge immédiate (en eau ou en boisson) de l'appareil de chauffage et de réfrigération doté par ailleurs d'une electrovanne, dont l'ouverture à la température voulue, déclenche le remplissage du gobelet situé en-dessous. Selon une caracteristique de l'invention, les cartouches en plastique d'une contenance de 20 à 25 centilitres, sont commercialisées en etant gerbees par emboitage pour former une colonne de 5 ou 6 unités de boissons diverses, l'ensemble donnant l'aspect d'une bouteille plastique d'eau minérale ou de jus de fruits (voir Figure 3). Selon une caracteristique de l'invention, les cartouches contenant le liquide à chauffer ou à réfrigérer, de capacites appropriées aux gobelets, et fermées par un opercule en feuille d'aluminium ou plastique colle sur le goulot, sont perforables au moment du chargement sur l'appareil. Selon un autre mode de fabrication, les cartouches contenant le liquide à chauffer ou à réfrigérer sont fermees par un bouchon plastique interchangeable muni d'un opercule en feuille d'aluminium ou plastique perforable au moment du chargement de la cartouche sur l'appareil. Dans ce cas, les cartouches sont reutilisables et conditionnees par l'usager lui-même. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice de remplissage de l'appareil comporte une grille protectrice de retenue de debris eventuels de feuille d'aluminium ou de plastique. Selon une autre caractéristique de l'appareil, conformement à l'invention, un disque obturateur mobile place sous la grille protectrice de retenue empêche le remplissage de l'appareil en l'absence de cartouche ; deux axes appuyes par celle-ci et montés sur ressorts en plastique assurant le mouvement d'ouverture de la soupape lors d'un chargement. Selon une autre caractéristique de l'invention, des ergots perforateurs sont disposés dans l'orifice de remplissage de l'appareil, rendant ainsi automatiques et étanches les opérations de perforation et de transvasement des cartouches préconditionnées, lors du chargement de celles-ci sur l'appareil. Selon un mode de realisation préfere de l'appareil, conformément à l'invention, les mises en service et arrêt automatiques du chauffage ou de la réfrigération des liquides sont assurées par un dispositif de commande électronique utilisant une sonde composée de deux electrodes detectant la résistance électrique de ces liquides. Selon une caractéristique de l'invention, la production de froid dans l'appareil est obtenue par l'emploi de bouteilles rechargeables de gaz réfrigérants ou de bombes-aérosols specialement conçus pour cet usage. Selon une autre caractéristique de lrinvention, les gaz réfrigérants fournis par les bouteilles ou bombes aérosols et réchauffes apres passage dans l'échangeur de chaleur (serpentin) sont évacués hors du circuit de l'appareil. Selon une autre caractéristique de l'invention, les gaz réfrigérants sont pulses dans le circuit 'de refroidissement de l'appareil (échangeur) sous forme de jets discontinus (4 à 15 jets brefs par minute). Selon un mode de réalisation préféré de l'appareil, conformément l'invention, le transvasement dans le gobelet, du liquide chauffé ou refngéré dans l'appareil, est commandé par l'ouverture d'une électrovanne couplée à une sonde detectrice de température (thermostat ou thermistance). Selon un autre mode de réalisation, le transvasement dans le gobelet, du liquide contenu dans l'appareil, est commandé par un robinet ou vanne à poussoir actionné par l'usager dès qu'un signal sonore ou lumineux l'y autorise. Selon un autre mode de realisation, le fond de l'appareil est obturé par un bouchon en plastique interchangeable (après chaque usage) forme de 2 mene branes solubles en gélatine ou en polyéthylèneglycol (PEG) renfermant éventuel liement une dose d'ingrédients solubles tels que café1 chocolat, lait, sucre... la retenue de l'eau dans l'appareil se faisant jusqu'à la rupture successive des 2 membranes (Voir Fig. 7). Selon une caractéristique de l'invention, la portion de paroi de l'appareil qui fait saillie vers le bas à partir de son fond est constituée d'une bague souple dotée d'une gorge interne de retenue destinée à recevoir la moulure convexe d'un gobelet ; les 2 éléments (appareil-gobelet) coopérant ainsi par emboîtage. Selon un mode de réalisation préfere de l'appareil, conformément à l'invention, un axe de rotation disposé entre les segments latéraux d'une pièce en forme de U permet l'ajustage precis de la verticalité de l'ensemble du dispositif ; le maintien en une position donnée se faisant par blocage de l'axe de pivotement. D'autres caractéristiques, avantages et details apparaitront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre, faite en réfé- rence aux dessins annexes donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: : - la figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif selon un mode de realisation preferentiel conforme à l'invention, et dans laquelle en parti culer la figure 1A représente une cartouche préconditionnée destinée à coopérer avec l'ensemble de l'appareil, la figure 1B est une vue en coupe partielle de l'appareil équipé, selon l'axe AA de la figure 5, la figure 1C représente un gobelet destine à coopérer avec l'ensemble. - la figure 2 represente une bouteille ou bombe aérosol contenant le gaz liquide sous pression et nécessaire selon l'invention, à la réfrigération des boissons. - la figure 3 represente un ensemble modulaire compose de 5 cartouches préconditionnées, éventuellement de boissons differentes, et gerbées par emboîtage, pour former une "bouteille" fractionnable. - la figure 4 represente le principe general de fonctionnement (des fonctions électriques) du dispositif. - la figure 5 est une vue de dessus de l'appareil de chauffage, notamment du couvercle avec son orifice de remplissage (ou de chargement) et certains des dispositifs qui font l'objet de l'invention. - la figure 6 représente une vue en coupe d'un bouchon de cartouche d'eau inter changeable muni d'un opercule perforable. - la figure 7 represente une vue en coupe d'un obturateur thermo-soluble interchangeable, Le preparateur de boissons chaudes et froides, represente à la figure 1, selon une caractéristique de l'invention, est fixé solidement au vehicule au moyen d'un support en forme de U, 18, pivotant autour d'un axe à serrage et dont l'angle de rotation délimité par l'axe vertical XV de la figure 1B, permet - la fixation remarquable du dispositif à toute paroi, pièce ou endroit conve nable du vehicule, indépendamment de leur plan d'inclinaison, - l'ajustage précis de la verticalité du récipient, de l'appareil et du gobelet contenant le liquide. L'appareil, (Fig. 1B), se compose selon l'invention, par 1. un système de chauffage de liquide constitue d'un thermo-plongeur de forme tubulaire ou spiralée, 10, connu en soi. La puissance électrique de la résistance se situe de préférence entre 100 et 150 watts ; soit un courant compris entre 8 et 12 Amperes environ sous 12 volts. Si l'intensité absorbee est admissible par l'allume-cigare, 12, celui-ci pourra constituer une prise standard utile pour le raccordement électrique de l'appareil sur la batterie. Dans le cas contraire, le branchement se fera à l'aide de cosses ou d'un bornier. 2. Un système refrigerateur de liquide constitue d'un échangeur de chaleur à circuit ouvert, (serpentin) (22) à l'intérieur duquel on fait circuler un gaz detendu de la famille des chlorofluorés (dérivés des hydrocarbures) ; le froid etant généré par phénomène de décompression des gaz, connu en soi. Le gaz réfrigérant, fourni par une bouteille ou bombe aerosol spécialement conçus pour le preparateur de boissons, est détendu et puisé dans le circuit de refroidissement (échangeur), 22, à raison de 4 à 12 jets par minute ; chaque jet réfrigérant ayant une durée variant entre 100 et 500 millisecondes. L'envoi discontinu des gaz dans le circuit est opéré par l'ouverture d'une électro-vanne pneumatique commande par un transistor unijonction monté en oscillateur relaxateur ou à l'aide d'un circuit integré multivibrateur. L'électro-vanne pneumatique est située sur la bouteille ou bombe aérosol (Voir Fig. 2) ou intégrée dans le boîtier même de l'appareil. La liaison entre le circuit de réfrigération de l'appareil et les recharges de gaz se faisant par un tuyau flexible discret en plastique de faible diametre. Les gaz réchauffés sont ensuite evacués hors de l'appareil après avoir circulé et transmis le froid dans l'échangeur baignant dans le liquide. Cette technique particulière de réfrigération à circuit ouvert (gaz evacués) utilisant des bouteilles ou aérosols, est avantageuse en ce qu elle supprime les techniques traditionnelles dans lesquelles le groupe compresseur (indispensable) est consommateur de beaucoup d'énergie, et constitue un organe tres encombrant, lourd et coûteux. Elle permet enfin une composition modulaire de l'ensemble du dispositif (froid en option). La puissance de chauffage et de réfrigération de l'appareil réduit le temps de preparation à seulement 1 minute (une boisson toutes les minutes). La commande électrique ainsi que la signalisation sont traitées pour une meilleure compréhension dans la partie de cette description consacrée à l'automatisme. Le système de fixation des éléments modulaires se caractérise selon l'invention par l'emploi de recipients (appelés aussi cartouches) (Fig. 1A) et de gobelets (Fig. 1C) amovibles et emboîtables par simple pression, par rotation, ou par tout autre moyen. Selon une forme de realisation préférentielle entre autres procédés possibles et envisageables, le boitier de l'appareil en matière plastique possède dans sa partie inférieure (base externe) une bague souple, 14, fragmentée en deux, quatre ou plusieurs secteurs munis dans leur périphérie interne d'une gorge de retenue, 15, assurant la fixation du gobelet. En outre, un joint plat circulaire, 13, réalisé en matiere plastique souple et concentrique à la bague de fixation, assure l'étanchéité du gobelet, notamment en cas de freinage, de virage, ou de manoeuvre brusque. La cartouche contenant l'eau à chauffer est également dotee d'une gorge périphérique, 1, destinée à cooperer avec un ou plusieurs ergots de retenue, 4, situés dans l'orifice de chargement, 3, de l'appareil porteur. Deux types de récipients sont envisageables - cartouches préconditionnées, jetables après usage, - cartouches reutilisables, munies d'opercules interchangeables (voir Fig. 6). L'utilisation de recipients préconditionnés en eau ou boisson à chauffer ou à réfrigérer détermine un nouveau mode de consommation rapide et fonctionnel en particulier dans les véhicules mobiles ; ce choix étant justifie notamment en raison - du transport de bouteilles usagées peu commode, - de l'exiguïté des véhicules, - du contexte général rendant malaisee la recharge manuelle de récipients, en particulier par mesure de sécurité, d'hygiène et aussi par manque de temps. Le remplissage manuel de l'appareil à l'aide de bouteilles nécessitant l'attention de l'usager, l'invention propose l'emploi de cartouches précondi tonnées fermees par opercule perforable au moment du chargement ; cette technique permettant en outre - un stockage étanche des cartouches, - la suppression du décapsulage, - un chargement sûr et immédiat, et un remplissage automatique, - la reduction du mode d'emploi du preparateur au seul chargement de la cartou che et du gobelet. I1 est à noter que le chargement de la cartouche sur l'appareil devra s'accompagner d'une légère rotation de celle-ci, permettant ainsi un ecoulement plus rapide du liquide par elargissement des perforations. La commercialisation des cartouches se fera par packs de 6 unités à plat sous emballage plastique, ou selon une caractéristique de l'invention, gerbées pour former une bouteille modulaire "cassable" ou fractionnable par extraction (voir figure 3). Une coiffe protectrice en plastique placée sur le goulot de la cartouche supérieure évitera tout risque de perforation accidentelle pendant le stockage. Par ailleurs, des disques intercalaires en mousse ou en carton pourront assurer éventuellement la rigidité de l'ensemble. Le gobelet (Fig. 1C) en matiere plastique ou en carton est de type standard ; le bord supérieur de celui-ci est arrondi par une moulure peripheri- que convexe, 16, permettant sa fixation par emboîtage dans la bague souple de retenue, 14, de l'appareil. Deux genres de gobelets sont envisageables - gobelet nu : dans ce cas, l'usager utilise des sachets-doses (café, chocolat, lait, the, sucre...) en papier qu'il vide dans le gobelet avant sa fixation à l'appareil, - gobelet préconditionné : le fond est pelliculé d'une matière gélatineuse soluble à l'eau chaude et renfermant la dose d'ingrédients, 17. Un choix de plusieurs contenances de cartouches avec leur gobelet équivalent sera proposé aux consommateurs (contenance simple - contenance double). La commande automatique de l'appareil, en particulier le chauffage et la réfrigération de l'eau ou des boissons, est assurée par un dispositif électronique, 6, (transistor de puissance commandé par un amplificateur de courant) couplé à une sonde détectrice d'eau, 8, composée de 2 électrodes isolés entre elles. L'immersion de celles-ci Les valeurs de résistance électrique de l'eau relevées entre les 2 électrodes de la sonde immergee se situent entre 15 et 20 kilohms, soit un courant moyen de 0,7 milliampères sous 12 volts. Un amplificateur de courant de gain 20 à 30 sera donc suffisant pour saturer le transistor de puissance qui commande le chauffage du thermo-plongeur, 10. La figure 4 représente le schéma électrique du fonctionnement de l'appareil ; on y remarque le commutateur de fonctions à deux positions dans lesquelles . la position 1 correspond à la préparation des boissons chaudes, . la position 2 correspond à la préparation des boissons froides. - L'électro-vanne (de remplissage du gobelet) est commandée par deux thermostats reglés à environ . 70 c pour les boissons chaudes, 60c pour les boissons froides. - La résistance de chauffage du thermo-plongeur (R) est commandée par un transistor de puissance au silicium. T2 - L'éleetro-vanne pneumatique commandée par un transistor unijonction monte en oscillateur relaxateur permet l'envoi discontinu dans l'échangeur (de chaleur) du gaz réfrigérant ; ce mode de fonctionnement optimisé augmentant sensible ment l'autonomie des recharges. Comme le montre le schéma, les circuits de chauffage et de réfrigération sont commandés par des "portes ET" dont l'une des entrées est validée par un amplificateur couplé à la sonde détectrice de liquide ; le niveau logique de sortie de cet amplificateur etant bas (0) en l'absence de liquide dans l'appareil. Enfin, les phases de chauffage et de réfrigération sont signales par un voyant lumineux, 19, s'éteignant lorsque les boissons sont disponibles dans les gobelets. Les caracteristiques électriques des composants constituant l'appareil seront modifiees si celui-ci n'est pas conçu pour être utilisé en environnement mobile ; en particulier la résistance de chauffage qui sera alimentée par une tension alternative de 110 ou 220 volts suivant les pays, et commande par un triac. Bien entendu, l'invention n'est nullement limite aux modes de realisations décrits et representes qui n'ont eté donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des equivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquee. REVENDICATIONS 1. Dispositif préparateur de boissons chaudes ou froides destiné à équiper plus particulièrement (mais non exclusivement) des véhicules mobiles, caractérise par l'emploi de récipients ou cartouches préconditionnés (Fig. 1A) permettant une recharge immédiate (en eau ou en boisson) de l'appareil de chauffage et de réfrigération (Fig. 1B) doté par ailleurs d'une électrovanne, dont l'ouverture à la température voulue, déclenche le remplissage du gobelet (Fig. 1C) situé en-dessous. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cartouches en plastique contenant de l'eau ou d'autres boissons, notamment constitués en assortiment, de plusieurs jus de fruits (orange + pomme + raisin + tomate, etc...), sont commercialisées en étant gerbées par emboîtage pour former une colonne de 5 à 6 unités de 20 à 25 centilitres environ chacune, l'ensemble donnant l'aspect d'une bouteille plastique d'eau minérale ou de jus de fruits (multicolore). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les cartouches contenant le liquide à chauffer ou à réfrigérer, de capacités appropriées aux gobelets, et fermées par un opercule (2) en feuille d'aluminium ou plastique collé sur le goulot, sont perforables au moment du chargement sur l'appareil. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les cartouches contenant le liquide à chauffer ou à réfrigérer sont fermées par un bouchon plastique interchangeable (Fig. 6) muni d'un opercule (2) en feuille d'aluminium ou plastique perforable au moment du chargement de la cartouche sur l'appareil. Dans ce cas, les cartouches sont réutilisables et conditionnées par l'usager lui-même. 5. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 4, caractérise en ce que l'orifice de remplissage de l'appareil (3) comporte une grille protectrice de retenue (7) de débris eventuels de feuille d'aluminium ou de plastique. 6. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 5, caractérise en ce qu'un disque obturateur mobile (20) placé sous la grille protectrice de retenue, empêche le remplissage de l'appareil en l'absence de cartouche; deux axes (21) montés sur ressorts en plastique assurant le mouvement d'ouverture de la soupape lors d'un chargement. 7. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que des ergots perforateurs (5) sont disposes dans l'orifice de remplissage de l'appareil, rendant ainsi automatiques et etanches les opérations de perforation et de transvasement des cartouches préconditionnees, lors du chargement de celles-ci sur l'appareil. 8. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les mises en service et arrêt automatiques du chauffage ou de la réfrigération des liquides sont assurées par un dispositif de commande electronique (6) utilisant une sonde (8) composee de deux electrodes détectant la resistance électrique de ces liquides. 9. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 8, caracterise en ce que le transvasement dans le gobelet du liquide chauffe ou réfrigéré et contenu dans l'appareil, est commande par l'ouverture d'une electrovanne (11) couplée à une sonde détectrice de temperature (9) (thermostat ou thermistance). 10. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 9 caractérise en ce que la production de froid dans l'appareil est obtenue par l'emploi de gaz refrigerant contenu dans des bouteilles rechargeables (Fig. 2) ou des bombes aerosols spécialement conçus pour cet usage (pour le preparateur). 11. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le gaz réfrigérant fourni par les recharges et réchauffe après passage dans l'échangeur de chaleur (serpentin) (22) est évacue hors du circuit de l'appareil. 12. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le gaz réfrigéré est pulsé dans le circuit de refroidissement de l'appareil (echangeur) sous forme de jets discontinus (4 à 15 jets brefs par minute). 13. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 12, caractérise en ce que la portion de paroi de l'appareil qui fait saillie vers le bas à partir de son fond est constituée d'une bague souple (14), dotee d'une gorge interne de retenue, (15), destinée à recevoir la moulure convexe d'un gobelet (16) ; les 2 éléments (appareil-gobelet) cooperant ainsi par emboitage.