Brevet FR2577405A1 — publié le 19860822

L'objet de l'invention concerne un dispositif pour l'infusion sous pression du café. Ce dispositif permet de réaliser des machines à café de trés petites dimensions particulièrement adaptée pour l'électroménager et l'usage semi professionnel. Sur les dispositifs connus de ce genre de machines à café pour l'électroménager ou l'usage semi professionnel, nous trouvons divers dispositifs pour produire la pression nécessaire pour l'extraction du café - les dispositifs utilisant la vapeur pour pousser l'eau chaude sur la mouture, nécessitent de surchauffer l'eau, ce qui rend l'eau indigeste et impropre à faire un bon café expresso. De plus, ces dispositifs ont un fonctionnement intermittent et ne sont pas adaptés pour faire rapidement de nombreux cafés. - Les dispositifs utilisant une pompe (généralement une pompe électromagnétique à piston) sont d'un usage trés courant. L'eau est puisée dans un bac, non hermétique dont l'eau stagne à température ambiante, parfois longtemps. Dans ces conditions, -des champignons et autres microorganismes peuvent se développer et donner un mauvais goût au café. L'entretien de ces bacs est fastidieux si l'on veut que l'eau reste potable en permanence. En cas de manque d'eau dans le bac, la pompe peut se désamorcer et son reamorçage est parfois trés difficile. les pompes électromagnétiques ont l'inconvénient d'être bruyantes, elles produisent des vibrations qui sont transmises à l'ensemble de la machine, de ce fait les tasses s'entrechoquent et se déplacent pendant leur remplissage et le café peut s'écouler en dehors de la tasse. Ces pompes ont aussi l'inconvénient de soumettre le circuit hydraulique à rude épreuve par suite des coups de bélier qu'elles provoquent. Ces coups de bélier sont répétés 50 fois par seconde. Le plus gros inconvénient de ces pompes provient du fait qu'elles débitent pendant une demi période seulement, l'autre demi période étant un temps de repos. Ce fait a pour conséquence que le débit instantané est deux fois plus rapide que le débit moyen et l'eau s'écoule donc sur le café deux fois trop vite et n'a pas le temps d'en extraire tout l'arôme. Ce défaut ne se retrouve pas sur les machines professionnelles, qui sont alimentées par des pompes à débit constant. - Sur les dispositifs connus de petites machines à café pour l'électroménager fonctionnant avec une pompe, la chaudière est disposée au dessus du groupe d'extraction du café duquel elle est solidaire et forme un bloc d'une grande hauteur même pour des chaudières de petite capacité. Ces chaudières de petite capacité ont une faible inertie thermique et les variations de température sont trés rapides, d'où une infusion trop froide ou brûlée. - Sur les dispositifs connus de machines à café expresso pour l'électro- ménager, la chaudière fonctionne comme un chauffe eau instantané avec un robinet sur l'entrée et une sortie libre, c'est à dire que c'est uniquement lorsque l'on veut faire une infusion que l'on fait entrer l'eau dans la chaudière. De ce fait il n'existe aucun dispositif d'arrêt sur la sortie d'eau chaude de la chaudière. Ceci a pour inconvénient de nécessiter la présence d'un clapet sur la sortie d'eau chaude, clapet dont le rôle est de limiter l'écoulement de l'eau pendant la chauffe de l'eau ou aprés l'ar rêt de la pompe. Ce clapet crée une perte de charge d'autant plus importante que le clapet est plus efficace.De ce fait la pression disponible pour l'infusion du café se trouve diminuée dans une grande proportion, ce qui diminue d'autant les performances de la pompe. - De plus le débit des pompes varie en fonction de la pression, et c'est donc uniquement la finesse de la mouture qui permet le réglage du débit de l'écoulement du café dans la tasse. Ce débit est primordial pour obtenir un bon café; si l'eau s'écoule trop vite, le café sera trop clair et si elle coule trop lentement, le café sera froid et amer. La finesse de la mouture du café variant en fonction de la torréfaction et de l'usure des meules du moulin, il est problématique d'obtenir une finesse de la mouture toujours constante, donc une infusion de café de qualité égale. - Sur les dispositifs connus, le groupe d'extraction comporte un porte filtre pouvant contenir un filtre pour une tasse et un filtre pour deux tasses. L'étanchéité se fait par appui des filtres sur un joint caoutchouc. Ce dispositif a l'inconvénient de nécessiter le remplissage du filtre avec une quantité de mouture trés précise. Si la quantité de mouture est trop importante, l'étanchéité ne pourra pas se faire et si la quantité est trop faible, la mouture ne sera pas tassée et l'infusion sera de mauvaise qualité. Avec ce type de porte filtre, il faut changer de filtre suivant que l'on veuille faire une tasse ou deux tasses de café. - Un autre inconvénient survient quand on utilise le filtre pour deux tasses, il est difficile d'obtenir la même quantité de café dans chaque tasse, surtout si la surface sur laquelle repose la machine n'est pas parfaitement horizontale. Le dispositif objet de l'invention supprime tous ces inconvénients. Il comporte une chaudière fonctionnant selon le principe du chauffe eau à accumulation. La chaudière est raccordée directement sur l'eau potable de la ville, avec si nécessaire l'interposition d'un surpresseur. La chaudière est séparée du groupe d'extraction du café. Sur le conduit amenant l'eau chaude de la chaudière au groupe d'extraction du café est disposé un robinet d'arrêt et de réglage de débit De ce fait, la- pression dans la chaudière reste en permanence égale à la pression dXutilisation pour l'extraction du café. Le robinet d'arrêt permet un arrêt total de l'écoulement de l'eau pendant la chauffe ou aprés le remplissage de la tasse. De plus, ce robinet permet de régler le débit d'eau chaude pour l'infusion du caPé, ce qui est utile lorsque la mouture est trop grosse. Cela améliore la qualité de l'infusion. Comme sur les chauffe eau à accumulation, un groupe de sécurité est placé sur l'entrée d'eau froide de la chaudière, il comporte un clapet anti-retour et un clapet de surpression. La conception de ce groupe de sécurité fait qu'il sert en même temps de dispositif anti coups de bélier et de dispositif de rinçage de l'égouttoir. A cet effet, le clapet de sécurité est disposé en ligne sur l'arrivée d'eau, aprés le clapet anti-retour, le départ d'eau froide vers la chaudière se fait sur une dérivation perpendiculaire prise entre les deux clapets. La chaudière est disposée à côté du groupe d'extraction du café, duquel elle est solidaire. Cette chaudière a une grande hauteur, elle a son fond inférieur fixé directement sur le socle de la machine, mais son couvercle est sensiblement à la même hauteur que la partie supérieure du groupe d'extraction. Cette disposition rend la machine - trés rigide du fait de sa chaudière autoportante. - trés stable du fait que son centre de gravité est trés bas. - trés compacte, du fait que la hauteur totale de la machine est réduite. La grande capacité de la chaudière réduit les variations brusques de température du fait de sa grande inertie. Le groupe d'extraction du cafe, situé aprés le robinet d'arret est simplifié du fait qu'il comporte un Joint torique monté sur piston. Ce Joint est maintenu en place par la grille de répartition de l'eau chaude sur la mouture. I1 sert à assurer l!étanchéité avec l'ensemble filtre porte filtre qui vient coulisser dessus à la manière d'un cylindre. L'ensemble filtre porte filtre comporte un filtre unique qui s'appuie sur une cloison disposée selon la médiatrice de la ligne reliant les deux orifices pour l'écoulement du café dans les tasses. Cette cloison sépare le fond du porte filtre en deux surfaces égales permettant une egale répartition du café dans les deux tasses, même si la machine n'est pas posée sur une surface parfaitement horizontale. L'ensemble filtre porte filtre coulissant dans un piston peut monter par rotation en s'appuyant -sur des rampes hélicoïdales. De ce fait, il peut accepter indifféremment toute quantité de mouture comprise dans une plage étendue. En tournant plus ou moins, il est possible de régler le tassage de n'importe quelle quantité de mouture comprise dans la plage. En tournant en sens inverse, l'ensemble filtre porte filtre peut descendre jusqu'à sortir entiérement du piston, en s'appuyant sur d'autres rampes hélicoïdales, disposées au dessus des ergots du porte filtre. Le dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation, est une vue en coupe du dispositif. Le dispositif est raccordé en 1 sur une arrivée d'eau potable sous pression de la ville. Lorsque la pression d'eau en 1 est insuffisante pour faire l'infusion, un surpresseur 2 peut être ajouté. Le couduit 3 est raccordé sur un groupe de sécurité 7 comportant du côté de l'arrivée d'eau 4 un clapet anti-retour 5 avec son ressort 6. La sortie li opposée à l'entrée 4 sert d'exutoire au clapet de sécurité 9 avec son ressort 10. Le clapet 9 obture le canal 8 sur lequel se raccorde la sortie 16 amenant l'eau sous pression à la chaudière 18 par le conduit 17. La sortie 11 est raccordée par le conduit 12 au Té 13 recueillant les eaux usées de l'égouttoir 15 pour les évacuer hors de la machine par le conduit 14. La chaudière 18 chauffée par l'élément chauffant 19, a son fond inférieur fixé sur le socle 37 de la machine. La chaudière 18 est suffisamment haute pour que son couvercle 38 soit sensiblement à la même hauteur que le groupe d'extraction du café 22, dont il est solidaire. Sur le conduit 21 amenant l'eau chaude de la chaudière 18 au groupe d'extraction 22 est disposé un robinet 20. La mouture de café 31 placée dans le porte filtre 30 sera infusée par l'ouverture plus ou moins grande du robinet 20. La fermeture du robinet 20 interrompt totalement l'écoulement de l'eau chaude vers le groupe d'extraction 22 Le conduit 21 amène l'eau chaude sous le piston 29. L-'eau chaude s'écoule par l'orifice dans l'espace ménagé entre la face inférieure du piston 29 et la grille de répartition 26 de l'eau chaude au-dessus de la mouture. Sur le piston 29 est monté un joint torique 25 maintenu en place par la grille de répartition 26. Le porte filtre amovible 30 coulisse à la manière d'un cylindre sur le joint torique 25 qui assure l'étanchéité avec le piston. La grille de filtration 33 est fixée dans le porte filtre 30. La grille 33 s'appuie sur une cloison 34 séparant le fond du porte filtre 30 en deux compartiments 35 d'égale surface. Chacun des deux compartiments 35 possede un orifice 32 pour l'évacuation de l'infusion. Les deux moitiés de la grille 33 filtrent la même quantité d'infusion et par conséquent la quantité d'infusion qui s 'écoule par chacun des deux orifices 32 est identique et indépendante de l'inclinaison du porte filtre 30. Le porte filtre 30 peut monter à l'extérieur du piston 29 par rotation. Pour cela les faces inférieures des ergots 24. du porte filtre 30 prennent appui sur des rampes hélicoïdales 36. Le volume de la chambre 31 contenant la mouture est donc variable. En faisant tourner le porte filtre en sens inverse, les faces supérieures des ergots 24 prennent appui sur d'autres rampes hélicoïdales 23 et le porte filtre 30 descend jusqu'à ce qu'il se libère du piston 30. Le dispositif objet de l'invention permet de réaliser des machines à café supprimant les risques de pollution de l'eau stagnant dans des réservoirs autonomes. Pollution qui est particulièrement à craindre lors d'une utilisation en milieu hospitalier, dans les industries chimiques et tous lieux ou l'atmosphère est poussièreuse. Ce dispositif est aussi trés bien adapté lorsque la machine à café doit débiter rapidement un nombre important de cafés, sans avoir la corvée de s'arrêter pour remplir le bac, et craindre un désamorçage de la pompe. C'est le cas lors d'une utilisation en restauration, hotellerie et collectivités. Ce dispositif est aussi particulièrement bien adapté à l'utilisation dans l'électroménager par suite de la trop faible utilisation de la machine à café. Cela augmente les risques que l'eau des bacs devienne croupissante, si l'eau n'est pas changée souvent. REVENDICATIONS. 1) Dispositif pour l'infusion du café sous pression caractérisé en ce que la chaudière (18) est raccordée sur une arrivée d'eau potable sous pression de la ville (1). La pression régnant à l'intérieur de la chaudière (18) est maintenue en permanence à une pression au moins égale à la pression d'utilisation pour l'infusion du café (31). La chaudière (18) est séparée du groupe- d'extraction (22) du café. Un robinet (20) est disposé sur le conduit (21) amenant l'eau chaude de la chaudière (18) au dessus de la mouture (31). C'est en manoeuvrant ce robinet que l'utilisateur admet la quantité d'eau chaude nécessaire pour faire son infusion, tout en pouvant régler le débit de l'eau chaude. 2) Dispositif pour l'infusion du café sous pression caractérisé en ce que le groupe (22) pour l'extraction du café comporte un piston (29) fixe, sur l'extrémité duquel est monté un joint torique (25), maintenu en place par une grille (28) de répartition de l'eau chaude sur la mouture (31). L'eau chaude arrivant par le conduit (21) traverse le piston (29) et s'écoule le par l'orifice (27) dans l'espace ménagé entre l'extrémité du piston (29) et la grille (28). Le groupe (22) d'extraction comprend aussi un porte filtre (30) amovible. Sur le fond de celui-ci est fixée une grille (33) de filtration qui s'appuie sur une cloison (34) séparant la partie du porte filtre (30) située sous la grille (33) en deux compartiments (35) d'égale surface, chacun d'eux possédant un orifice (32) pour l'écoulement de l'infusion. La quantité de liquide qui s'écoule par chacun des deux orifices (32) est toujours identique et indépendante de l'inclinaison de l'ensemble du groupe (22). Le porte filtre (30) coulisse sur le joint torique (25) qui assure l'étanché- ité -avec le piston (29). Le porte filtre (30) comporte des ergots (24) dont la face inférieure prend appui sur des rampes hélicoïdales (36). Quand l'utilisateur fait tourner plus ou moins le porte filtre (30), celui-ci monte plus ou moins à l'extérieur du piston (29). Le volume de la chambre contenant la mouture de café (31), délimitée par les deux grilles (26) et (33), est modifié pour s'adapter à une quantité variable de mouture de café (31) versée dans le porte filtre (30). Le groupe d'extraction (22) comporte d'autres rampes hélicoïdales (23) sur lesquelles viennent prendre appui les faces supérieures des ergots (24) du porte filtre (30) quand l'utilisateur fait tourner le porte filtre (30) en sens inverse de celui utilisé pour la montée.Cette rotation repousse le porte filtre vers le bas jusqu'à ce qu'il se sépare du piston (29). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que sur le conduit (3) amenant l'eau sous pression de la ville peut etre intercalé un groupe surpresseur (2) chargé d'augmenter la pression de l'eau de la ville dans le cas où cette dernière pression est insuffisante pour assurer une bonne infusion du café. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que sur le conduit (17) amenant l'eau de la ville à la chaudière (18) est interposé un groupe de sécurité (7). Ce groupe (7) comporte 3 sorties disposées en Té. Les deux sorties disposées en ligne'sont reliées du côté (4) de l'arrivée d'eau au conduit (3) et de l'autre côté (11) à l'évacuation d'eau usée par le conduit (12). Le groupe de sécurité (7) comporte à l'intérieur un clapet anti-retour (5) qui bouche l'orifice situé du côté (4) de l'arrivez d'eau. Le ressort (6) exerce une trés faible poussée sur le clapet antiretour (5). Du côté opposé (11) le groupe comprend un clapet de sécurité (9) qui obture le conduit (8) reliant les deux clapets. Le ressort (10) exerce sur le clapet de sécurité (9) une poussée suffisante pour que ce dernier clapet (9) ne s'ouvre que lorsque la pression régnant dans le conduit (8) est supérieure à celle régnant dans le conduit (3). La troisième sortie (16) reliée à la chaudière (18) par le conduit (17), débouche perpendiculairement sur le conduit (8). Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le corps @@ la chaudière (18) est suffisamment haut pour que son fond soit fixé sur le socle (37) de la machine. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le couvercle (38) de la chaudière (18) est moulé d'une seule pièce avec le piston (29) et les rampes hélicoïdales (23). 7) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le conduit (12) d'évacuation des eaux du clapet de sécurité (7) est raccorde à un lé (13)recueillant les eaux provenant de l'égouttoir (15). La troisième sortie (14) évacue les eaux usées.