Brevet FR2701374A1 — publié le 19940819

DISPOSITIF DE COMMANDE POUR UN APPAREIL MENAGER ELECTRIQUE DESTINE A LA PREPARATION DE BOISSONS INFUSEES La présente invention concerne un dispositif de commande pour un appareil ménager électrique qui est destiné à la préparation de boissons infusées telles que, par exemple, le café, le thé ou une boisson similaire, et qui est du type comprenant un boîtier renfermant un réservoir d'eau froide, une plaque chauffante destinée à10 supporter un collecteur d'infusion, un chauffe-eau relié thermiquement à la plaque et comportant une conduite re- liée au réservoir d'eau froide et une conduite ascendante reliée à une goulotte d'arrosage d'un filtre à infusion disposé au-dessus du collecteur d'infusion, et une résis- tance électrique du chauffe-eau reliée à un circuit élec- trique d'alimentation. Les cafetières ou théières de ce genre s'avèrent en général assez mal adaptées à la préparation de petites quantités de boisson Lors de la mise en route de l'appareil, l'eau contenue dans le chauffe-eau est rapidement portée à ébullition, ce qui déplace la colonne d'eau encore froide de la partie ascendante de la con- duite vers la goulotte d'arrosage et par conséquent de l'eau froide est déversée sur la mouture à infuser D'un autre côté, le collecteur d'infusion destiné à recueillir la boisson est également froid lorsque les premières gouttes de café ou de thé s'y déversent Le collecteur d'infusion est en général une verseuse en verre, donc en un matériau mauvais conducteur de la chaleur dans lequel la chaleur de la plaque chauffante ne diffuse que lente- ment. Il en résulte que, lorsqu'on ne souhaite pré- parer qu'une petite quantité de thé ou de café par exem- ple une ou deux tasses, celle-ci est souvent tiède et in- sipide. Pour remédier à cet inconvénient, on adapte en général à la sortie du réservoir d'eau froide une vanne qui n'est ouverte que lorsque la conduite, la plaque chauffante et la verseuse ont atteint une température prédéterminée. Ce système, bien que résolvant le problème évoqué n'est cependant pas satisfaisant Effectivement, le montage d'une vanne à la sortie du réservoir d'eau, qu'elle soit mécanique ou électromagnétique, reste une solution particulièrement coûteuse Par ailleurs, le chauffe-eau étant chauffé "à sec", il se produit lors de l'ouverture de la vanne un coup de vapeur qui même s'il permet de lutter activement contre les dépôts calcaires, est particulièrement bruyant et peu rassurant pour l'utilisateur. Le but de la présente invention est de réaliser de façon simple un appareil ménager électrique pour la préparation de boissons infusées, du type com- prenant un chauffe-eau chauffé par une résistance, qui permette de réaliser de petites quantités de boisson Un autre but est de réaliser un dispositif adaptable à des cafetières ou théières électriques existant sur le marché de manière à corriger les effets indésirables de la pro- duction de boisson tiède lors de la mise en marche. Selon la présente invention, le dispositif de commande est adapté à alimenter la résistance électrique dans une première phase de façon intermittente par des impulsions de courant de durée déterminée, séparées par des temps de pause également de durée déterminée, et dans une deuxième phase de façon continue. Grâce à l'invention, la plaque chauffante et le chauffe-eau sont lors de la mise en marche de l'appareil portés à température de telle manière que l'eau du chauffe-eau n'arrive pas trop rapidement à ébul- lition, et que la verseuse posée sur la plaque de chauffage soit préchauffée avant l'infusion. Les caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de commande selon l'invention adapté à une cafetière élec- trique à chauffe-eau en continu, la figure 2 est une représentation du schéma électrique du dispositif de commande selon l'invention illustrant l'alimentation d'une résistance de chauffage du chauffe-eau, la figure 3 est une représentation graphique du cou- rant d'alimentation appliqué à la résistance chauf- fante. Le dispositif de commande 1 est destiné à un appareil ménager de préparation de boissons infusées tel que par exemple une cafetière du type dit goutte à goutte et comprenant, comme représenté à la figure 1, un boîtier 2 renfermant un réservoir d'eau froide 3, une plaque chauffante 4, destinée à supporter un collecteur d'infusion 5, un chauffe-eau en continu 6 relié ther- miquement à la plaque 4 et comprenant une conduite 6 ' re- liée au réservoir d'eau froide et une conduite ascendante 6 " reliée à une goulotte d'arrosage 7 d'un filtre à infu- sion 8 disposé au-dessus du collecteur d'infusions 5, qui est en général une verseuse en verre, et une résistance électrique de chauffage 9 de la plaque 4 et du chauffe- eau 6, reliée à un circuit électrique 10 d'alimentation. Selon l'invention, le dispositif 1 est monté dans le circuit électrique 10 d'alimentation et, est adapté à alimenter la résistance électrique 9 dans une première phase de façon intermittente par des impulsions de courant de durée déterminée, séparées par des temps de pause également de durée déterminée, et dans une deuxième phase de façon continue. Lorsque la cafetière comprend en outre un dis- positif de régulation 13, par exemple un thermostat ou un dispositif de sécurité qui coupe l'alimentation de la ré- sistance lorsque l'appareil est surchauffé, la seconde phase d'alimentation en continue peut néanmoins être mo- mentanément interrompue de façon cyclique par ce thermostat. La commande de l'alimentation de la résistance chauffante 9 est réalisée par ouverture et fermeture du circuit d'alimentation 10 Effectivement, comme cela est illustré à la figure 2, le dispositif électronique 1 com- prend une unité de contrôle il pilotant un moyen de com- mutation 12 de l'alimentation de la résistance. Le moyen de commutation 12 est monté dans le circuit électrique 10 et peut occuper deux états, soit un état conducteur o il ferme le circuit 10, soit un état non conducteur o le circuit est ouvert. Le moyen de commutation sera avantageusement réalisé à partir d'un relais ou d'un interrupteur élec- tronique à semi-conducteur, tel qu'un triac par exemple. Selon une réalisation préférée de l'invention, l'unité de contrôle il du dispositif comprend un micro- processeur 11 ' et une horloge adaptée à délivrer par l'intermédiaire d'un étage de sortie un signal de com- mande appliqué soit à la bobine d'un relais, ou à la gâchette d'un triac. Le microprocesseur 11 ' de l'unité de contrôle pourra par ailleurs intégrer d'autres fonctions telles que la régulation en température de la résistance, ou différentes fonctions de sécurité, en tenant compte par exemple d'informations recueillies par des capteurs ther- miques 14 (figure 1) placés en sortie du chauffe-eau. De plus, il est possible de connecter au microprocesseur une unité d'affichage 15 permettant no- tamment d'afficher les étapes de l'évolution du processus d'infusion, par exemple une indication lumineuse verte15 pour la première phase et rouge pour la deuxième phase. Cette unité d'affichage permet également à partir du si- gnal de l'horloge d'afficher par exemple l'heure. La représentation graphique de la figure 3 du courant appliqué à la résistance de chauffage 9 montre que la durée de chaque impulsion de courant de la pre- mière phase est petite par rapport à la durée du temps de pause entre deux impulsions. Lors de la mise sous tension du dispositif et de la cafetière, des impulsions de courant sont appliquées à la résistance qui chauffe le chauffe-eau 6 et la plaque 4. La durée des impulsions et les temps de pause séparant deux impulsions successives doivent être déter- minés de telle manière que l'eau ne parvienne pas à ébul- lition dans la première phase L'eau contenue dans le chauffe-eau transmet une partie de sa chaleur à l'eau contenue dans la conduite ascendante 6 ", notamment pen- dant les temps de pause. La verseuse 5 réalisée en verre, donc dans un matériau assez faible conducteur thermique, est chauffée par conduction par la chaleur de la plaque chauffante 4. Effectivement, l'inertie thermique de la plaque 4 et surtout de la verseuse 5 est bien supérieure à celle du chauffe-eau et de l'eau de la conduite 6 ", aussi l'intervalle de temps entre deux impulsions est mis à profit pour transférer progressivement la chaleur de la plaque 4 à la verseuse 5 sans que celle-ci n'ait le temps de se refroidir au contact de l'air par exemple. La durée des temps de pause et le nombre d'impulsions de courant sont déterminés notamment en fonction de la vitesse de conduction thermique dans la conduite 6 " et de l'inertie thermique de la verseuse 5. Après plusieurs impulsions, toute l'eau se trouvant dans la conduite 6 " ainsi que la verseuse 5 au- ront été réchauffées et la seconde phase pourra com- mencer. Pendant la deuxième phase, on applique de façon continue un courant à la résistance 9 L'eau est rapidement portée à ébullition et le processus normal d'infusion commence. Le dispositif 1 de commande pourra avantageusement être situé à l'intérieur de la cafetière ou par exemple d'une théière électrique et s'intégrer di- rectement au circuit électronique Une autre possibilité (non représentée sur les dessins) est de réaliser le dis- positif sous la forme d'un module autonome comprenant son propre cordon d'alimentation et une prise de connexion35 pour une cafetière ou théière Il est ainsi possible d'adapter le dispositif à des cafetières existant sur le marché sans avoir à intervenir sur celles-ci Bien en- tendu, le module devra être programmé ou mis au point en fonction des caractéristiques de l'appareil auquel il est destiné. Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de réaliser, avec une cafetière classique à conduite chauf- fée, de très petites quantités de boisson bien chaudes, recueillies dans une verseuse préchauffée De surcroît, le dispositif de l'invention est d'un coût particulière- ment réduit et adaptable à différents modèles de cafetières; il est même, dans une forme particulière de réalisation, utilisable pour des cafetières non équipées à l'origine d'un tel dispositif. REVENDICATIONS 1 Dispositif ( 1) de commande pour un appareil ménager électrique qui est destiné à la préparation de boissons infusées telles que, par exemple, le café, le thé ou une boisson similaire, et qui est du type com- prenant un boîtier ( 2) renfermant un réservoir d'eau froide ( 3), une plaque chauffante ( 4), destinée à sup- porter un collecteur d'infusion ( 5), un chauffe-eau ( 6) relié thermiquement à la plaque ( 4) et comportant une conduite ( 6 ') reliée au réservoir d'eau froide ( 3) et une conduite ascendante ( 6 ") reliée à une goulotte d'arrosage ( 7) d'un filtre à infusion ( 8) disposé au-dessus du col- lecteur d'infusions ( 5), et une résistance électrique ( 9) de chauffage du chauffe-eau ( 6) reliée à un circuit élec- trique d'alimentation ( 10) commandé par ledit dispositif, caractérisé en ce qu'il est adapté à alimenter la résis- tance électrique ( 9) dans une première phase de façon in- termittente par des impulsions de courant de durée déter- minée, séparées par des temps de pause également de durée déterminée, et dans une deuxième phase de façon continue. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de chaque impulsion est petite par rapport à la durée du temps de pause entre deux impulsions successives. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de contrôle ( 11) pilotant un moyen de commutation ( 12) de l'alimentation de la résistance ( 9). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité de contrôle ( 11) comprend un microprocesseur ( 11 '). Dispositif selon la revendication 3 ou 4, I 717 caractérisé en ce que les moyens de commutation compren- nent un triac. 6 Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de commutation compren- nent un relais. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'affichage ( 15) des étapes du processus d'infusion commandée par le microprocesseur ( 11 '). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est situé à l'intérieur du boîtier ( 2). 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est situé à l'extérieur du boîtier ( 2).