Brevet FR2655529A1 — publié le 19910614

La présente invention concerne un appareil électrique pour la préparation de boissons par extraction rapide des substances consommables d'un produit soumis à un liquide sous pression, comprenant un injecteur de liquide sous pression débouchant dans un récipient contenant le produit à traiter, au moins un orifice étant pratiqué dans le fond du récipient de traitement pour laisser passer I1 extrait. Les appareils électriques du genre précité comprennent en particulier les cafetières expresso dans lesquelles le récipient contenant la mouture de café reçoit d'un injecteur de liteau chaude sous pression. Le café obtenu, dit café expresso, se caractérise par un goût particulier mais aussi par une mousse plus ou moins abondante en surface, qui résulte de ce procédé d'extraction rapide à pression. Le produit à traiter peut être du café mais également tout produit se préparant habituellement par infusion mais pouvant supporter un traitement par extraction rapide sous pression pour donner une boisson obtenue très rapidement. On peut considérer le thé comme l'un des ces produits. Dans les appareils électriques du type cafetières expresso, le bac à mouture ou le récipient contenant le produit à traiter doit assurer une certaine résistance à la pression de l'eau injectée, pour que soit maintenue une pression suffisante permettant ltextraction des composés arômatiques. Cette résistance à la pression permet par ailleurs la filtration du liquide, afin que ne soient entraînés avec lfeau chaude sous pression que les composés arômatiques, à ltexclusion des déchets comme le marc de café. A cette fin, dans les cafetières expresso connues, le fond du bac à mouture est perforé d'orifices de section très petite, qui retiennent les grains de mouture de café tout en créant une perte de charge permettant de maintenir l'eau chaude à une certaine pression. En service, c ' est-à-dire lorsque de l'eau chaude est injectée sous pression dans le bac à mouture, ces orifices de très petite section laissent passer l'extrait qui va constituer la boisson, ctest-à-dire l'eau chaude sous pression entraînant avec elle les composés arômatiques extraits de la mouture. L'inconvénient de cette structure est que les orifices très petits se colmatent facilement et sont difficiles à nettoyer. I1 est ainsi nécessaire de les désobstruer parfaitement entre chaque préparation de boisson, pour des raisons de sécurité à cause de la pression importante régnant dans le bac à mouture, et pour éviter des variations de pression susceptibles de produire une extraction et une filtration imparfaites. L'invention a pour but de réaliser un appareil électrique du type précité, dans lequel l'extraction et la filtration n'engendrent pas le colmatage des orifices de passage. Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil électrique dans lequel l'extrait liquide est délivré selon un écoulement laminaire par le récipient de traitement, tel qu'un bac à mouture, au récipient collecteur, telle qu'une tasse, afin de favoriser la formation d'une mousse à la surface de la boisson obtenue. Cette mousse est en effet appréciée des amateurs de café expresso. Suivant l'invention, l'appareil électrique est caractérisé en ce que l'orifice pratiqué dans le fond du récipient de traitement coopère avec des moyens d'obturation élastique, lesdits moyens dégageant au moins partiellement l'orifice pour laisser passer l'extrait lorsqu'une certaine pression est atteinte dans le récipient de traitement. Le contrôle par des moyens élastiques, plutôt que par la section des orifices de passage, de ltécoulement de l'extrait pour une pression donnée, permet d'éviter le problème précité du colmatage. Les variations de pression sont, de ce fait, également évitées puisque la surface du fond du récipient de traitement n'es t plus modifiée en fonction du nombre d'orifices colmatés. Selon un mode de réalisation de l'appareil conforme à l'invention, les moyens d'obturation élastique dégagent l'orifice sur un passage suffisamment étroit pour assurer la filtration du liquide qui a été en contact avec le produit à traiter. L'obturateur sert de filtre pour ne laisser passer que l'extrait liquide. I1 crée en outre les conditions d'un régime laminaire qui favorise la formation de mousse, l'écoulement se faisant par un espace de faible épaisseur, annulaire lorsqu'il est ménagé autour de l'obturateur, ou rectiligne. L'obturateur peut être un organe extérieur au récipient de traitement. I1 peut être constitué par une bille, montée sur un ressort taré pour se comprimer et dégager la bille de l'orifice pour une pression déterminée, par exemple comprise entre 6 et 12 bars. Dans une autre version de l'invention, l'obturateur comprend un corps en élastomère et comprenant une partie supérieure engagée dans l'orifice et une partie inférieure formant collerette appliquée en contact relativement étanche contre la surface extérieure du fond du récipient de traitement et obturant une série d'ouvertures pratiquées dans la paroi du fond autour de l'orifice précité. Lorque du liquide sous pression est injecté dans le récipient de traitement et atteint la face supérieure de la collerette par lesdites ouvertures, la collerette fléchit du fait de son élasticité. Dès lors, l'obturateur en élastomère n'est plus en contact étanche avec le fond du récipient de traitement: par l'orifice, qui n'est dégagé que sur un étroit passage annulaire autour de l'obturateur, est assurée la filtration du liquide.L'extrait s'écoule dans le récipient collecteur en régime laminaire, produisant de la mousse à la surface de la boisson. Selon un autre mode de réalisation particulière de l'invention, le fond du récipient de traitement est lui-même suffisamment élastique pour se bomber sous l'effet de la pression et comporte, par entaille de la paroi, au moins une gorge de section en V dont les parois jointives s'écartent pour former une fente et laisser passer l'extrait lorsqu'une certaine pression est atteinte dans le récipient de traitement. La fente assure la filtration du liquide pour ne délivrer que l'extrait. Celui-ci s'écoule dans le récipient collecteur en régime laminaire, ce qui favorise la formation de mousse recherchée par le consommateur de café expresso. L'invention produit ainsi un ensemble d'effets techniques favorables, en éliminant d'une part les inconvénients liés aux moyens d'extraction et de filtration de l'art antérieur et d'autre part en produisant une boisson plus mousseuse, telle que peut l'apprécier l'amateur de café expresso. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 montre schématiquement un appareil électrique du type cafetière électrique expresso, concerné par l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe, avec arrachement partiel, de l'injecteur raccordé au récipient de traitement de l'appareil électrique, le récipient de traitement illustrant une réalisation particulière de l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe, suivant le plan III-III de la figure 4, d'un obturateur élastique équipant le récipient de traitement de l'appareil électrique, selon une réalisation particulière de l'invention, l'obturateur étant en position de repos. - la figure 4 est une vue de dessus de l'obturateur élastique des figures 3 et 5; - la figure 5 est une vue en coupe, également suivant le plan III-III de la figure 4, de l'obturateur élastique ayant pris sa position de service sous l'effet de la pression. - la figure 6 est une vue de dessus du récipient de traitement de l'appareil électrique, selon un autre mode de réalisation de l'invention; - les figures 7 et 8 sont des vues à plus grande échelle, après coupe suivant le plan VII-VII de la figure 6, d'une entaille pratiquée dans le fond du récipient de traitement, respectivement en position de fermeture au repos et en position d'ouverture sous l'effet de la pression. A la figure 1 on a schématisé un exemple d'appareil électrique du type concerné par l'invention, soit une cafetière expresso. C'est en effet avec le café que les avantages de l'invention, en particulier ceux concernant l'extraction, la filtration et la formation de mousse, sont le mieux valorisés. Mais, comme on l'a vu, d'autres produits peuvent être traités par le même procédé d'extraction rapide à pression. La cafetière électrique comprend un corps 1 comportant un socle 2 sur lequel repose le récipient 3 collecteur du café chaud. Le corps 1 de la chaudière abrite un réservoir contenant le liquide de base de la boisson, habituellement de l'eau, et une chaudière, ces moyens, classiques dans toute cafetière électrique, n'étant pas représentés. La partie supérieure du corps i de la cafetière abrite un injecteur 4 d'eau chaude sous pression, débouchant à l'extérieur du corps i sous un bandeau de protection 5. En référence à la figure 2, l'injecteur 4, est une tubulure métallique munie à sa sortie d'une grille 6 à mailles serrées pour délivrer sous une pression comprise entre 6 et 12 bars l'eau chaude qui est reçue par un récipient métallique 7. Le récipient 7 est le récipient de traitement du produit choisi pour la boisson, c'est-à-dire de la mouture de café 13 dans l'exemple représenté. Le récipient de traitement 7, qui peut être en acier et de faible épaisseur, est logé dans un récipient extérieur 8, de métal très résistant, en général une fonte chromée, pourvu d'au moins un orifice destiné à concentrer le flux sous pression de l'extrait obtenu en un jet et à l'orienter au centre du récipient collecteur 3. Le récipient extérieur 8 est muni d'une poignée 9 qui le fait couramment désigner par "poignée porte-filtre", le récipient de traitement 7 assumant en particulier le rôle de filtre.Le récipient extérieur 8 se raccorde à l'injecteur 4 par rotation du premier autour du second, afin d'amener les ergots de l'un dans les encoches réceptrices de l'autre. L'étanchéité est assurée avec le récipient intérieur de traitement 7, par un joint 10 maintenu dans une gorge annulaire il ménagée sur la surface extérieure de l'injecteur 4, à proximité immédiate de sa sortie, le joint 10 reposant sur le rebord 12 du récipient de traitement 7. Le récipient de traitement 7 représenté à la figure 2 est muni des moyens d'obturation élastique prévus par l'invention, dans un mode de réalisation particulier: dans le fond 15 du récipient 7 est pratiqué un orifice 16 obturé, lorsque la cafetière n'est pas en service, par une bille 17 qui peut être en métal inoxydable ou en matière synthétique. Pour une meilleure étanchéité entre le fond 15 et la bille 17, le bord de l'orifice 16 est légèrement rabattu vers l'intérieur du récipient 7, offrant ainsi une plus grande surface de contact avec la bille 17. Cette dernière est montée sur un ressort de rappel hélicoîdal 18, fixé sur le fond du récipient extérieur 8 et taré pour se comprimer lorsqu'il est soumis à une pression d'environ 8 bars.Cette valeur correspond à la pression courante exercée sur le fond 15 du récipient 7 lorsque de l'eau chaude est délivrée par l'injecteur 3 sur la mouture 8: sous l'effet de cette pression, le ressort 18 se comprime, la bille 17 dégageant partiellement l'orifice 16. Le liquide contenu dans le récipient 7 est alors filtré, seul l'extrait de café passant dans l'étroit espace annulaire ménagé entre le bord de l'orifice 16 et la bille 17, les grains de mouture restant dans le récipient 7. Ce passage annulaire crée, pour l'écoulement de l'extrait, un régime laminaire qui favorise la production de mousse dans le récipient collecteur de café chaud 3. Aux figures 3 à 5 est représentée une réalisation préférée de l'invention, selon laquelle le fond 15 du récipient de traitement 7 est également pourvu de moyens d'obturation élastique, ceux-ci obturant, en position de repos, plusieurs orifices: dans le fond 15 est pratiqué l'orifice principal 26. La paroi métallique autour de l'orifice 26 a été emboutie pour constituer sur la face extérieure du fond 15 une paroi annulaire 27 formant col, repliée à sa partie supérieure, sensiblement à angle droit, en un rebord 28 de niveau avec le fond plan 15 du récipient 7. Une série d'ouvertures 29, de section calibrée pour assurer un débit suffisant de l'extrait produit, est pratiquée dans le rebord 28 qui délimite l'orifice 26. L'orifice 26 est obturé de manière étanche par un bouchon 30 en élastomère, constitué d'une tête tronconique 31, permettant son engagement à force dans l'ouverture 26, et d'une base 32 formant collerette, séparée de la tête 31 par une gorge annulaire 33. Seule la tête 31 du bouchon 30 est engagée à l'intérieur du récipient 7, la collerette 32 étant appliquée en contact étanche, par son pourtour et sa face supérieure qui constitue l'une des parois de la gorge 33, contre la paroi annulaire 27 et le rebord 28. Les ouvertures 29 du rebord 28 sont en conséquence obturées à l'extérieur du récipient 7 par la face supérieure de la collerette 32. Le rebord métallique 28 est engagé partiellement dans la gorge annulaire 32 du bouchon 30, les ouvertures 29 restant dégagées à l'intérieur du récipient 7. Lorque de l'eau chaude sous pression est injectée sur la mouture 8 dans le récipient de traitement 7, l'eau sous pression, entraînant avec elle les composés extraits de la mouture, atteint, par les ouvertures 29 du rebord 28, la face supérieure de la collerette 32: sous la pression, celle-ci fléchit et se décolle de ses surfaces de contact, dégageant à l'extérieur du récipient 7 les ouvertures 29 et ménageant un étroit espace annulaire 34 entre elle-même et la paroi annulaire 27, comme représenté à la figure 5. Par l'espace annulaire 34 le liquide, déjà partiellement filtré par les ouvertures 29, achève sa filtration, les grains de mouture étant arrêtés par l'étroitesse du passage 34. L'extrait de café s'écoule en régime laminaire, ce qui favorise la production de mousse dans le récipient 3 collecteur de café chaud. Tout comme dans la réalisation de la figure 2, l'obturateur élastique 30 joue donc un rôle de filtre et de mousseur. Les figures 6 à 8 illustrent un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel les moyens d'obturation élastique sont constitués par le fond même du récipient de traitement, sans apport d'un organe d'obturation extérieur: le fond 15 du récipient de traitement 7 est, comme indiqué plus haut, de faible épaisseur et en acier. Dans ce mode de réalisation, il peut être en tout autre matériau approprié, pourvu qu'il possède une élasticité suffisante pour se bomber sous l'effet de la pression à laquelle l'eau chaude est injectée sur la mouture. Sur la face intérieure du fond 15 sont réparties, également et parallèlement, trois entailles 40. Comme on le voit à la figure 7, ces entailles 40 constituent des gorges 40a de section en V fermé lorsque la cafetière n' est pas en service.La figure 8 reprend en traits interrompus la position de fermeture des gorges 40a de la figure 7, montrant en traits pleins leur position d'ouverture: lorsque de l'eau chaude est injectée sous pression sur la mouture du récipient de traitement 7, les parois jointives des gorges 40a s'écartent et s'ouvrent sur l'extérieur du récipient 7, formant des fentes 40b à travers lesquelles est filtré le liquide ayant traversé la mouture dans le récipient de traitement 7. Ces fentes produisent, tout comme dans les réalisations précédemment décrites, un écoulement en régime laminaire de l'extrait, favorisant la production de mousse à la surface du café dans le récipient collecteur 3. Ces différentes réalisations illustrent les nombreux avantages procurés par l'appareil électrique selon l'invention. Non seulement le problème du colmatage des orifices se trouve écarté, alors qu'il était considéré avant l'invention comme inévitable, la section des orifices devant être nécessairement petite pour opposer une certaine résistance à la pression et permettre ainsi l'extraction, ainsi que pour assurer la filtration. De plus, les moyens élastiques prévus par l'invention réunissent efficacement et avec une remarquable économie de moyens les fonctions d'extracteur, de filtre et de mousseur. Ces moyens élastiques peuvent en outre être réalisés dans des formes, des dimensions et des matières extrêmement variées, étant noté que plus l'élasticité est grande, plus la production de mousse sera favorisée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les moyens d'obturation élastique pourraient être appliqués directement au récipient extérieur dit "poignée porte-filtre" d'une cafetière expresso, ce dernier servant alors de récipient de traitement, sans récipient intermédiaire avec la mouture. Dans la réalisation selon la figure 2, le ressort pourrait alors être maintenu par tous moyens appropriés, tels qu'une cage fixée sur la paroi extérieure du récipient de traitement, permettant à l'extrait de s'écouler dans le récipient collecteur. Revendications 1. Appareil électrique pour la préparation de boissons par extraction rapide des substances consommables d'un produit soumis à un liquide sous pression, comprenant un injecteur (4) de liquide sols pression débouchant dans un récipient (7) contenant le produit (13) à traiter, au moins un orifice étant pratiqué dans le fond (15) du récipient de traitement (7) pour laisser passer l'extrait, caractérisé en ce que ledit orifice (16, 26, 29, 40) coopère avec des moyens (17, 18; 30; 15) d'obturation élastique, lesdits moyens dégageant au moins partiellement l'orifice pour laisser passer l'extrait lorsqu'une certaine pression est atteinte dans le récipient de traitement (7). 2. Appareil électrique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (17,18; 30; 15) d'obturation élastique dégagent l'orifice (16, 26, 29, 40) sur un passage (34, bOb) suffisamment étroit pour assurer la filtration du liquide qui a été en contact avec le produit à traiter (13). 3. Appareil électrique conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (17, 18; 30) d'obturation élastique coopèrent avec l'orifice (16, 26, 29) à l'extérieur du récipient de traitement (7). 4. Appareil électrique conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'obturation élastique comprennent un organe (17) monté sur un ressort de rappel (18) qui le maintient appliqué contre l'orifice (16), le ressort étant taré pour se comprimer et dégager l'organe (17) de l'orifice (16) lorsqu'une certaine pression est atteinte dans le récipient de traitement (7). 5. Appareil électrique conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice (16) est circulaire et l'organe (17) monté sur ressort (18) est sphérique au moins dans sa partie supérieure. 6. Appareil électrique conforme à l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le ressort (18) est taré pour se comprimer sous l'effet d'une pression comprise entre 6 et 12 bars. 7. Appareil électrique conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'obturation élastique comprennent un corps (30) en élastomère et comprenant une partie supérieure (31) engagée dans l'orifice (26) et une partie inférieure (32) formant collerette appliquée contre la surface extérieure du fond (15, 27, 28) du récipient de traitement (7) et obturant une série d'ouvertures (29) pratiquées dans la paroi du fond (28) autour de l'orifice (26) précité, la collerette (32) présentant une élasticité telle qu'elle puisse fléchir et dégager un passage annulaire (34) par lequel s'écoule l'extrait lorsqu'une certaine pression est atteinte dans le récipient de traitement (7). 8. Appareil électrique conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie supérieure (31) a une forme sensiblement tronconique présentant à sa base une gorge annulaire (33) engagée sur le bord (28) dudit orifice (26). 9. Appareil électrique conforme à l'une des des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la partie inférieure en forme de collerette (32) est bordée latéralement par une paroi (27) solidaire du fond (15). 10. Appareil électrique conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fond (vis) du récipient de traitement (7) présente une élasticité lui permettant de se bomber sous l'effet de la pression et comporte au moins une gorge (40) de section sensiblement en V dont les parois jointives au fond peuvent s'écarter sous l'effet de la pression pour former une fente (40b) et laisser passer l'extrait lorsqu'une certaine pression est atteinte dans le récipient de traitement (7). 11. Cafetière électrique conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le récipient de traitement (7) est logé dans un récipient extérieur (8) à poignée (9) raccordé de manière amovible à l'injecteur (4) de liquide sous pression. 12. Cafetière électrique conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le récipient de traitement (8) est muni d'une poignée (9) et se raccorde de manière amovible à l'injecteur (4) de liquide sous pression.