Brevet FR2702944A1 — publié le 19940930

MACHINE A CAFE A GOULOTTE DE RECYCLAGE D'EAU La présente invention se rapporte au domaine technique général des machines à boissons chaudes, et en particulier à celui des machines à café électrique, dans lesquelles la préparation de la boisson est obtenue par lixiviation d'un liquide chaud, en général de l'eau, dans une mouture aromatique, telle que du café. La présente invention concerne une machine à café électrique comportant des moyens de chauffe de l'eau, un réservoir, un tube de montée d'eau reliant le réservoir à une chambre de distribution située au-dessus d'un porte- filtre et pourvue d'un orifice de distribution d'eau, une conduite de recyclage d'eau reliant la chambre de distribution au réservoir, et un clapet de commande de l'ouverture ou de la fermeture de l'orifice de distribution permettant en position de fermeture le recyclage de l'eau par la conduite de recyclage. Les machines à café pourvues d'un système de recyclage de l'eau ont été conçues pour éviter que de l'eau insuffisamment chaude, particulièrement en début de cycle, ne soit amenée en contact avec la mouture et ne produise en conséquence un café à température non optimale En effet, dans les machines à café ne présentant pas un système de recyclage, il s'avère que la température finale de la boisson contenue dans la verseuse est sensiblement plus faible que dans les machines pourvues d'un tel système En outre il est reconnu que l'extraction optimale des arômes d'une mouture de café est obtenue lorsque la température de l'eau passant sur la mouture est constante et suffisamment élevée pendant toute la durée du cycle de fonctionnement de la machine à café. Il a ainsi déjà été décrit dans le brevet DE-C-2932053 une machine à café électrique du type machine à café filtre, comportant un réservoir, des moyens de chauffe de l'eau, et une chambre de distribution située au- dessus du porte-filtre et pourvue d'un clapet de commande de l'ouverture ou de la fermeture d'un orifice de distribution ménagé dans ladite chambre au-dessus du porte- filtre La machine décrite comprend un système de recyclage de l'eau n'ayant pas atteint la température désirée Le système de recyclage consiste en une conduite de recyclage reliant la chambre de distribution au réservoir Le clapet de commande est constitué d'un élément bi-métallique en contact avec l'eau présente dans la chambre de distribution et libérant par déformation l'orifice de distribution lorsque la température de l'eau a atteint une valeur suffisante En cours de fonctionnement de la machine à café, l'eau arrivant dans la chambre de distribution est recyclée continuellement par la conduite de recyclage dans le réservoir, tant que la température de consigne n'est pas atteinte. Les machines à café de l'art antérieur conçues sur ce principe permettent dans une certaine mesure d'obtenir un café de température satisfaisante, et on peut considérer que l'extraction des arômes de la mouture s'est également effectuée dans des conditions acceptables En revanche il s'avère que la durée totale du cycle de fonctionnement, et en particulier celle du temps de pré-chauffage est considérée comme trop longue en raison des déperditions de chaleur survenant au niveau des conduites de recyclage et de montée d'eau Il a également été constaté en cours de fonctionnement une vaporisation excessive de l'eau dans son trajet de retour du réservoir vers la chaudière produisant des bruits caractéristiques appréciés négativement par l'utilisateur. L'objet de l'invention vise en conséquence à remédier aux inconvénients énumérés précédemment et à proposer une nouvelle machine à café électrique à recyclage d'eau dans laquelle la durée du cycle de pré- chauffage et plus généralement du cycle complet d'obtention de café est réduit, tout en diminuant significativement les phénomènes de vaporisation et en conséquence le niveau sonore de la machine. Un autre objet de l'invention est de proposer une machine à café électrique dans laquelle la température de l'eau, ainsi que le recyclage de cette dernière dans les moyens de chauffe et de distribution sur la mouture est maitrisée de façon optimale. Un objet complémentaire de l'invention vise à fournir une machine à café électrique permettant d'obtenir dès le début du cycle de fonctionnement un café de température sensiblement équivalente à la température du café en fin de cycle. Un autre objet de l'invention vise à proposer une machine à café électrique dans laquelle la commande du recyclage d'eau et de sa distribution est assurée à l'aide d'un élément bi-métallique dont le montage et l'étanchéité sont particulièrement simplifiés. Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'une machine à café électrique comportant des moyens de chauffe de l'eau, un réservoir, un tube de montée d'eau reliant le réservoir à une chambre de distribution située au-dessus d'un porte-filtre et pourvue d'un orifice de distribution d'eau, une conduite de recyclage d'eau reliant la chambre de distribution au réservoir, et un clapet de commande de l'ouverture ou la fermeture de l'orifice de distribution permettant en position de fermeture le recyclage de l'eau par la conduite de recyclage caractérisé en ce que la conduite de recyclage est constituée d'une goulotte à l'intérieur de laquelle s'étend un tube de montée d'eau. et avantages de D'autres particularités l'invention apparaîtront et ressortiront plus en détail à la lecture de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, donnés à titres d'exemples illustratifs et non limitatifs, dans lesquels la figure 1 montre selon une vue en perspective, les principaux éléments d'une machine à café électrique conforme à l'invention et pourvue d'une goulotte de recyclage. la figure 2 montre selon une vue en coupe longitudinale partielle un détail de la structure d'une machine à café conforme à l'invention. la figure 3 montre selon une vue de dessus des détails de réalisation d'une machine à café conforme à l'invention. la figure 4 montre selon une vue en coupe transversale un détail de réalisation de la chambre de distribution d'eau d'une machine à café conforme à l'invention. La figure 1 montre les principaux éléments d'une machine à café conforme à l'invention et comportant un réservoir 1 monté en partie arrière de la machine et destiné à assurer le stockage de l'eau nécessaire à l'obtention d'un café. La machine à café comporte également un tube 2 de montée d'eau reliant le réservoir 1 à une chambre de distribution 3 située à la partie supérieure 4 du réservoir 1 et s'étendant en porte-à-faux à partir de ce dernier au- dessus d'un porte-filtre (non montré aux figures) Ce dernier est de manière classique disposé au-dessus d'une verseuse (non représentée aux figures), reposant sur une plaque de chauffe sous laquelle sont montés des moyens de chauffe (non représentés aux figures) connus en soi, et consitués par exemple d'une résistance blindée en fer à cheval La résistance blindée est en relation thermique avec un tube de chauffe relié par une extrémité à l'entrée du tube 2 et par l'autre extrémité à un trou d'évacuation 7 Ce dernier est ménagé dans le fond 8 du réservoir 1, et sert à évacuer l'eau du réservoir 1 vers les moyens de chauffe. La chambre de distribution 3, par exemple de forme sensiblement cylindrique, est limitée par une paroi inférieure 12 et extérieurement par une paroi 14, et est surmontée d'une paroi supérieure 15 formant le couvercle. (Figure 2). Le tube 2 de montée d'eau, avantageusement rectiligne et de section circulaire s'étend sensiblement verticalement et, présente en partie haute une sortie d'eau 11 située sensiblement au niveau de la paroi inférieure 12 de la chambre de distribution 3 Il s'étend dans le réservoir 1 à partir de la chambre de distribution 3 sensiblement sur toute la hauteur du réservoir 1. Avantageusement le tube 2 est branché directement par son entrée 5 avec la sortie du tube de chauffe associé à la résistance blindée et relie ainsi indirectement le réservoir 1 à la chambre de distribution 3 par l'intermédiaire des moyens de chauffe. La machine à café décrite conforme à l'invention comporte une conduite de recyclage d'eau, constituée d'une goulotte 16, de préférence rectiligne, s'étendant au moins en partie dans le réservoir 1, et de préférence verticalement à partir de la chambre de distribution 3 sensiblement jusqu'au fond 8 dudit réservoir pour s'arrêter au voisinage dudit fond, et par exemple à une distance de l'ordre de quelques millimètres La goulotte 16 est de section par exemple sensiblement rectangulaire, et dans tous les cas présente une section supérieure à celle du tube 2 La goulotte 16 est montée dans le réservoir 1 et par exemple à distance des parois du réservoir, et de telle manière que le tube 2 de montée d'eau s'étende à l'intérieur de la goulotte 16 sur toute sa hauteur pour que cette dernière constitue un chemisage du tube 2. La goulotte 16 est fixée au niveau de sa partie supérieure 17, formant orifice de déversement, par tous moyens appropriés contre la chambre de distribution 3, et en liaison avec cette dernière par un canal de distribution 18 solidaire de ladite chambre de façon que le niveau de la paroi inférieure 12 soit sensiblement situé sur le même plan que l'orifice de déversement 17. Le trou d'évacuation 7 et la goulotte 16 sont disposés relativement de manière que le trou d'évacuation 7 se trouve au droit de la goulotte 16 Avantageusement, il est prévu de monter une cloison de séparation 18 telle que montrée aux figures 1 et 3 en partie haute de la goulotte 16 afin de canaliser l'eau provenant du tube 2 dans la chambre de répartition 3 La cloison de séparation 18 s'étend dans le canal de distribution 19 joignant l'orifice de déversement 17 jusque dans la chambre de distribution 3. La cloison de séparation 18 sépare ainsi le canal de distribution 19 en deux sections permettant au flux d'eau provenant du tube 2 de montée d'eau de ne pas interférer avec le flux d'eau de recyclage retombant à partir de la chambre de distribution 3 dans la goulotte 16 par l'orifice de déversement 17. La chambre de distribution 3 comporte de préférence une cloison interne 14 ' définissant avec la cloison externe 14 une zone annulaire 18 à l'intérieur de laquelle sont ménagées au moins une et de préférence trois cheminées de pré-chauffage 20 Tel que cela est montré aux figures 2 et 4, chaque cheminée de pré-chauffage 20 communique par une sortie de vapeur 21 avec un dispositif de répartition d'eau 10 située sous la chambre de distribution 3 Chaque cheminée de préchauffage 20 définit dans sa partie supérieure une entrée de vapeur 22 s'étendant à proximité de la paroi supérieure 15 Les cheminées de pré-chauffage 20 permettent à la vapeur créée par l'eau chaude arrivant dans la chambre de distribution 3 de s'évacuer en aval de ladite chambre, préférentiellement dans le dispositif de répartition d'eau 10 afin d'assurer son pré-chauffage. De manière avantageuse il est également possible en vue d'améliorer le pré-chauffage de prévoir à proximité de l'orifice de déversement 17 une cloison de récupération 18 b de vapeur (Figure 2) Une telle cloison s'étendant à distance de la paroi inférieure 12 pour laisser passer l'eau dans la goulotte 16, évite à une partie des vapeurs de s'échapper hors de la chambre de distribution 3 pour être dirigées prioritairement vers les cheminées de pré- chauffage 20. La chambre de distribution 3 comporte dans sa paroi inférieure 12 un orifice 25 de distribution d'eau de préférence circulaire et destiné à assurer le passage de l'eau vers le porte-filtre L'orifice 25 est entourée à distance d'une lèvre d'étanchéité 26 surmoulée dans la paroi inférieure 12, circulaire, et formant surépaisseur par rapport à ladite paroi Le passage de l'eau à travers l'orifice de distribution 25 est commandé par l'intermédiaire d'un clapet de commande 30 constitué d'une coupelle bi-métallique 31 montée élastiquement mobile en appui étanche sur la lèvre d'étanchéité 26 La coupelle bi-métallique 31 repose en appui étanche par sa périphérie sur la lèvre d'étanchéité 26, et est maintenue en appui élastique par l'intermédiaire d'un ressort de compression 32 interposé entre la coupelle 31 et la paroi supérieure 15 et entourant un axe support solidaire de ladite coupelle. Le matériau de la coupelle 31 est bien évidemment choisi de manière à subir une déformation suffisante à une température de consigne permettant le dégagement de l'orifice d'évacuation 25 puis en conséquence le passage de l'eau. Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention est le suivant. L'eau chauffée par les moyens de chauffe est propulsée en début de cycle dans le tube de montée d'eau 2, puis dans la chambre de distribution 3 par la sortie d'eau 11 Tant que l'eau n'est pas à une température suffisante correspondant à la température de déformation de la coupelle bi-métallique 31 l'eau est recylée par l'intermédiaire de la goulotte 16 et de son orifice de déversement 17, dans le réservoir 1 Au cours du cycle de fonctionnement la température de l'eau augmente progressivement et atteint la température initiant la déformation de la coupelle bi-métallique 31 et permettant alors par dégagement de l'orifice 25 le passage de l'eau dans le dispositif de répartition d'eau 10, puis dans la mouture La présence dans la goulotte de recyclage 16 d'une eau dont la température augmente progressivement permet de créer autour du tube 2 de remontée d'eau un matelas d'eau proportionnellement plus chaud que la température moyenne de l'eau contenue dans le réservoir 1 Ainsi il a pu être constaté que pour une valeur de déclenchement de la coupelle 31 de l'ordre de 900 C la température de l'eau autour du tube 2 de montée d'eau montait jusqu'à une température de l'ordre de 800 C juste avant le changement d'état de la coupelle bi-métallique 31, alors que l'eau se trouvant dans le réservoir 1 était à une température de l'ordre de 400 C Cette particularité a pour conséquence de réduire les pertes thermiques autour du tube de montée d'eau 2 et de diminuer en conséquence fortement la durée du cycle d'obtention d'un café Par ailleurs l'eau évacuée prioritairement par le trou d'évacuation 7 provient en majorité de l'eau contenue dans la goulotte 16, laquelle est à une température relative supérieure à la température moyenne de l'eau du réservoir 1 Ceci a pour conséquence d'évacuer en priorité vers les moyens de chauffe une eau de température relativement plus élevée permettant d'éviter ou de réduire fortement tout risque de vaporisation d'eau Ce phénomène est particulièrement sensible dès que les moyens de chauffe ont atteint leur température moyenne de fonctionnement, et contribue fortement à réduire le niveau sonore de la machine à café conforme à l'invention La réduction du niveau de bruit est particulièrement sensible en fin de cycle lorsqu'il reste peu d'eau dans le réservoir 1. 9 2702944 REVENDICATIONS ______________ 1 Machine à café électrique comportant des moyens de chauffe de l'eau, un réservoir ( 1), un tube ( 2) de montée d'eau reliant indirectement le réservoir ( 1) à une chambre de distribution ( 3) située au-dessus d'un porte-filtre et pourvue d'un orifice ( 25) de distribution d'eau, une conduite de recyclage d'eau reliant la chambre de distribution ( 3) au réservoir ( 1), et un clapet de commande ( 30) de l'ouverture ou de la fermeture de l'orifice de distribution ( 25) permettant en position de fermeture le recyclage de l'eau par la conduite de recyclage caractérisée en ce que la conduite de recyclage est constituée d'une goulotte ( 16) à l'intérieur de laquelle s'étend le tube ( 2) de montée d'eau. 2 Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la goulotte ( 16) s'étend au moins en partie dans le réservoir ( 1). 3 Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la goulotte ( 16) s'étend à partir de la chambre de distribution ( 3) sensiblement jusqu'au fond ( 8) du réservoir ( 1) pour s'arrêter au voisinage dudit fond. 4 Machine selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le tube ( 2) de montée d'eau s'étend à partir de la chambre de distribution ( 3) sensiblement sur toute la hauteur de la goulotte ( 16). Machine selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le réservoir ( 1) comporte un trou d'évacuation ( 7) de l'eau ménagé dans son fond ( 18), au droit de la goulotte ( 16). 6 Machine selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la chambre de distribution ( 3) comporte au moins une cheminée de pré-chauffage ( 20) pour le passage de la vapeur en aval de ladite chambre. 7 Machine selon la revendication 6 caractérisée en ce que la chambre de distribution ( 3) comporte trois cheminées de pré-chauffage ( 20) disposées à la périphérie de ladite chambre et possédant une entrée de vapeur ( 22) à proximité de la paroi supérieure ( 15) de ladite chambre ( 3) et une sortie de vapeur ( 21). 8 Machine selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que la chambre de distribution ( 3) comporte à proximité de l'orifice de déversement ( 17) de la goulotte ( 16), une cloison de récupération ( 18 b) de vapeur. 9 Machine selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que le clapet de commande ( 30) est une coupelle bimétallique ( 31) montée élastiquement mobile en appui étanche sur l'orifice de distribution ( 25) pour assurer son dégagement ou sa fermeture. 10 Machine selon la revendication 9 caractérisée en ce que la coupelle bimétallique ( 31) est montée en appui étanche par sa périphérie sur une lèvre d'étanchéité ( 26) entourant l'orifice de distribution ( 25).