Brevet FR2708534A1 — publié le 19950210

DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE DISTRIBUTION D'EAU RECHAUFFEE OU RAFRAîCHIE POUR USAGE EN AUTOMOBILE. La présente invention concerne un appareil mobile et transportable alimenté par énergie électrique,et capable de réchauffer et refroidir un liquide à température ambiante,par exemple de l'eau,pour permettre à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile,la constitution de boissons chaudes ou rafraîchies. On sait que les usagers conducteurs ou passagers d'automobiles sont à la recherche permanente de confort pour agrémenter les séjours de plus en plus fréquents passés dans leur véhicule,que celà soit pour leurs déplacements prives ou professionnels. De nombreux automobilistes sont d'ailleurs contraints d'utiliser très souvent leur véhicule pour exercer leurs activités professionnelles,par exemple; chauffeurs de poids lourds,chauffeurs livreurs, chauffeurs de taxis,représentants,VRP, etc... Tous les usagers et particulièrement les professionnels de la route aspirent à consommer à l'intérieur même de leur véhicule,selon les conditions météorologiques et saisons,des boissons chaudes telles que ; café,thé,chocolat,potages,etc.. ou des boissons fraîches telles que ; eau fratche,boissos à base de fruits,orangeade,citronade.,menthe à l'eau,etc... Quel usager n'a pas souhaité s'arrêter n'importe où,n'importe quand au cours d'un long voyage pour consommer un café ,boisson recommandée pour l'entretien de la vigilance du conducteur.Quel usager n'a pas eu forte envie de boire une boisson fratche,à l'intérieur de sa voiture prise dans un bouchot de plusieurs kilomètres sous le soleil du midi Si aujourd'hui, plusieurs moyens de boire chaud dans sa voiture sont disponibles dans le commerce,par exemple; cafetière électrique,appa- reils à brancher sur l'allume-cigaret.tes,etc... il n'est pas offert grand choix pour disposer de boissons fratches,si ce n'est la traditionnelle glacière ou le bon vieux "Thermos".Il est encore moins possible de disposer de boissons chaudes et de boissons rafraichies à partir du même appareil ou équipement. La présente invention a pour objectif d'offrir à l'usager ce nouveau confort exceptionnel, consistant en la possibilité pour l'usager de constituer lui-même,dans sa voiture,toutes les boissons de son choix qu'elles soient chaudes ou fraIches,à partir du même appareil électronique installé durablement sur la planche de bord de son véhicule. En effet,le dispositif de la présente invention est un équipement miniaturisé et entièrement automatisé distribuant suivant la volonté de l'utilisateur de l'eau chaude à environ 75 C ou de l'eau rafraîchie à environ + 5 C,et celà quelles que soient les conditions climatiques. Une gamme considérable de boissons chaudes ou fraîches sont possibles à composer à partir de poudres de produits alimentaires lyophilisés du commerce. A cet effet,l'invention concerne un appareil de faible encombrement alimenté électriquement par exemple pr branchement sur les bornes de la batterie du véhicule automobilè,et caractérisé en ce qu'il estcomposé d'un unique bottier compact comprenant tous les moyens de fonctionnement,dont deux réservoirs jumelés,l'un étant destiné à recevoir 11 eau à réchauffer,l'autre à recevoir l'eau à rafraîchir. Le réchauffement de l'eau dans le premier réservoir est opéré au moyen d'une ou plusieurs résistances électriques chauffantes de forte puis sance permettant de porter une eau à température ambiante à une température supérieure à + 70 C en moins de 5 minutes. Le rafraîchissement de l'eau dans le second réservoir est obtenu par l'action d'un ou plusieurs modules thermo-électriques placés entre les deux réservoirs et transformant la chaleur diffusée par le premier réservoir en refroidissement du deuxième réservoir, conformément aux lois électroniques définies par l'effet "Le Peltier". Par conséquent,en agissant sur les commandes de l'appareil,l'utilisateur sélectionne L'un des deux cycles de fonctionnement,cycle simple de chauffage de l'eau contenue dans le premier réservoir et vidange pour la constitution de boissons chaudes,ou cycle de refroidissement qui entraînera de toute manière la mise en chauffe du contenu du premier réservoir,afin que la chaleur dégagée puisse etre transformée en refroidissement dans le second réservoir et vidange d'eau fraîche pour constitution de boissons fraîches. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention,l'appareil comporte à l'intérieur d'un seul boîtier compact,facilement intégrable dans l'habitacle d'un véhicule et orientable au moyen d'une plaque de fixation mobile sur un ou plusieurs axes,les moyens de transfert de l'eau à température ambiante de l'extérieur de l'appareil vers l'intérieur des réservoirs internes, et de l'eau en état de consommation de l'inte- rieur des réservoirs vers l'extérieur,les moyens de mise en températu- re,les moyens de transformation de la chaleur en froid,les moyens de contrôle des températures,les moyens d'information visuels ou sonores, les moyens de sécurité et de gestion de l'ensemble des fonctions de l'appareil. Le liquide à réchauffer ou à refroidir,par exemple de l'eau,est prélevé à L'extérieur par pompage et circule à l'intérieur d'un tuyau souple dont une extrémité est reliée au dos du bottier et l'autre plongée dans un réservoir extérieur de volume et forme diverses,qui peut etre par exemple une bouteille. Les moyens de transfert;du liquide sont constitués par une pompe et un dérivateur à clapets associé à ladite pompe,permettant l'aspiration du liquide à l'extérieur et son transfert dans les réservoirs internes, ainsi que le refoulement vers I'extérieur de l'eau réchauffée ou rafraîchie. Les températures dans chacun des réservoirs sont contrôlées au moyen de thermostats,renforcés par le jumelage de fusibles thermiques dont la fonction est d'interrompre sans dommage le fonctionnement de l'appareil en cas d'incident dQ à la température. Les moyens de rendre actifs les divers moyens de fonctionnement de l'appareil selon l'invention sont caractérisés par des interrupteurs et boutons poussoirs,et les différentes opérations sont signalées à l'utilisateur par actions sonores ou visuelles. La description suivante au regard des dessins annexes à titre d'exemples non limitatifs permettra de comprendre comment l'invention peut etre mise en pratique. La figure 1 est une vue schématique du distributeur selon l'invention dans son ensemble. La figure 2 est une vue du distributeur selon l'invention ouvert en sa partie supérieure pour laisser apparaître ses principaux éléments. La figure 3 montre le principe de base du procédé électronique de réfrigération de l'eau par effet "Le Peltier",par montage de modules thermo-électriques entre les deux réservoirs. La figure 4 montre le schéma de fonctionnement du distributeur selon l'invention dans le cas d'un cycle de chauffage du liquide,pour distribution d'eau chaude. La figure 5 montre le schéma de fonctionnement du distributeur selon l'invention dans le cas d'un cycle de refroidissement,pour distribution d'eau fraîche. La figure 6 est une vue du principe de contrôle des niveaux d'eau dans l'un et l'autre des réservoirs. La figure 7 montre le dispositif deisécurité interdisant l'utilisation du distributeur de l'invention lorsque le véhicule automobile est roulant,l'usage de l'appareil impliquant l'action des deux mains). La figure 8 est une vue du réservoir chauffant équipé de résistance électrique chauffante et du dispositif d'élimination des dépits de calcaire. Les figures 9a,9b,et 9c montrent un mode différent de réalisation de l'invention évitant le déclenchement accidentel de la vidange d'eau chaude ou fraîche. La figure 10 est une vue du distributeur selon le mode de réalisation préféré de l'invention,installé dans l'habitacle d'un véhicule,et prêt à distribuer de l'eau chaude ou de l'eau fraîche pour la constitution de boissons. Le dispositif électronique de distribution selon l'invention comprend en premier lieu; un boîtier (1) comportant tous les moyens de fonctionnement.Ce boîtier (l) est par exemple de faible volume et de forme parallèlépipédique lui permettant d'être aisément placé dans l'habitacle d'un véhicule automobile.Il peut etre fixé sur ou sous la planche de bord ou encore:dans la boîte à gants tant son volume est réduit. (voir figure 10). Le dos du boîtier estide préférence équipé d'un connecteur électrique permettant un branchement aisé et rapide du cable d'alimentation (4) dont l'une des extrémités est branchée de préférence directement aux bornes de la batterie-du véhicule,ainsi que d'un embout destiné à recevoir le tuyau souple (3) dont l'une des extrémité sera plongée à mê- me un réservoir ou une bouteille d'eau. Le boltier (1) est installé dans l'habitacle du véhicule au moyen d'une plaque de fixation (2) orientable enserrant le boîtier (1) latéralement pour lui permettre de prendre la position souhaitée par l'utilisateur. (Voir figure 1). Le dispositif selon le mode de réalisation préféré de l'invention comprend à l'intérieur du boîtier (1) un ensemble de deux réservoirs, le réservoir de chauffage (5) et le réservoir de rafraîchissement (6) jumelés et emprisonnant entre-eux à la manière d'un sandwich,un ou plusieurs modules thermo-électriques (8)de préférence noyés dans une résine époxyde (23) conductrice de la chaleur.L'ensemble des deux réservoirs (5) et (6) serrant fortement le ou les modules thermo-électriques (8) entre-eux ,est de préférence correctement isolé de l'en vironnement conformément aux recommandations .(Voir figure 3). Le réservoir de chauffage (5) est muni d'une résistance électronique chauffante (7) de forte puissance permettant une élévation de température rapide dans un temps très court,inférieur à 5 minutes par exemple. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le réservoir de chauffage (5) et le réservoir de refroidissement (6) ont la même contenance. Le réservoir de chauffage (5) a deux missions distinctes dans le fonctionnement du dispositif de l'invention.En premier lieu il est chargé par le moyen de la résistance chauffante (7) qui le compose de porter l'eau qu'il contient,de la température ambiante à la température de consommation soit de préférence une température avoisinant les + 700C,en tout cas inférieure à la température d'ébullition qui rendrait inconsommable toute boisson composée à partir de poudres de produits lyophilisés ou servies en gobelets plastique.En second lieu,il est chargé de réchauffer suffisamment l'eau qu'il contient pour provoquer par l'intermédiaire des modules thermo-électriques (8) le refroidissement du réservoir (6) et de son contenu.(voir figure 3). Les réservoirs (5) et (6) sont alimentés en eau à température ambiante au moyen d'une pompe (9) associée dans son fonctionnement à un dérivateur à clapets (10).(voir figures 2.4.5). La pompe (9) a donc pour fonction d'aspirer l'eau à réchauffer ou à refroidir à l'extérieur du boîtier (i) pour la transférer à l'intérieur des réservoirs internes (5) et (6) au moyen du tuyau souple (3) dont l'une des extrémités est plongée dans un réservoir annexe qui peut être par exemple une bouteille d'eau minérale.Elle a également pour mission de vidanger l'un ou l'autre des réservoirs (5) et (6) de leur contenu respectif lorsque la température choisie par l'utilisateur est atteinte. Le dérivateur à clapets (10) est associé à la pompe (9) et ouvre ou ferme les différents circuits de circulation d'eau selon que la pompe agit pour aspirer l'eau de l'extérieur vers l'intérieur ou pour refouler l'eau à température de consommation de l'intérieur vers l'extérieur. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de contrôle et de sécurité de fonctionnement sont constitués comme suit: Pour éviter que le chauffage soit enclencher par la mise sous tension de la résistance (7) alors que l'eau n'est pas totalement présente dans l'un et l'autre des réservoirs (5) et (6),ce qui pourrait conduire à des destructions et pourrait être du à une défaillance de l'aspiration, l'écrasement d'un tuyau,ou absence d'eau dans le réservoir extérieur, un contrôle est opéré de préférence dans chacun des deux réservoirs,par implantation d'au moins deux électrodes (12) par réservoir. (voir fig 6). Par exemple ,dans le cas du réservoir chauffant (5) l'une des deux électrodes (12) peut-être constituée par le corps même de la résistance chauffante (7).Ce procédé de contrôle de niveau électronique signale avec certitude la présence d'eau lorsque les deux électrodes (12) haute et basse sont totalement immergées,dans le cas contraire il interdit la mise en route de l'opération de chauffage. Le contrôle des températures est opéré au moyen de thermostats (11) placés sur chacun des réservoirs,ils sont assistés de coupe-circuits thermiques (21) placés dans l'environnement proche des réservoirs et dont la mission est dllnterrompre immédiatement le fonctionnement de l'appareil,sans aucun dommage,dans le cas d'une élévation anormale de la température dans le boîtier (1). Toujours selon le mode de réalisation préféré de l'invention,un dispositif d'élimination des dépôts calcaires est introduit à l'intérieur du réservoir chauffant (5),il est représenté par une cartouche (24) en figure 8. Le boîtier (1) de l'appareil distributeur de l'invention est muni de tous les moyens de rendre actifs,les moyens de transfert,de mise en température et de vidange de l'eau. Ces moyens sont principalement constitués de signaux lumineux (15)permettant de savoir si l'appareil est sous tension, et quel type de fonctionnement a été choisi,de signal sonore (14)indiquant à l'utilisateur La disponibilité de l'eau à la température souhaitée,de moyens de mise sous tension de l'appareil (16) ou de choix du cycle (17),du moyen de déclencher l'un ou l'autre des cycles choisis (18). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, lorsque l'eau a atteint la température souhaitée par l'utilisateur,et que le signal (14) sonore s'est fait entendre l'utilisateur procède à la vidange de l'un ou l'autre des réservoirs suivant le cycle choisi,en faisant pression avec le bord de son gobelet sur le contacteur (19) placé sous le bec verseur (20) de l'appareil.L'eau s'écoule alors tant que l'usager ne relachera pas sa pression et celà jusqu'à ce que le réservoir interne soit totalement vidé. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les cycles de fonctionnement du distributeur sont comme suit: Le consommateur désirant disposer d'eau chaude pour la composition de boissons chaudes comme du café par exemple, sélectionnera sur la face de l'appareil le cycle "chaud" en agissant sur le poussoir (17) après avoir mis l'appareil sous tension en pressant le bouton (16). Lors de la mise sous tension l'un des signaux lumineux (15) s'allume et restera allumé pendant tout le temps de fonctionnement.Lors du choix du cycle "chaud" un autre signal lumineux interviendra.L'utili sateur activera alors le cycle en appuyant sur le bouton (18),l'opé- ration de pompage et de remplissage des réservoirs internes sera alors engagée.L'eau est aspirée de l'extérieur par la pompe (9) circule dans le tuyau souple (3) et rejoint les réservoirs (5) et (6).Dans le cas du cycle "chaud",les modules thermo-électriques (8) ne sont pas activés et le dérivateur à clapet obture la voie de vidange de la pompe pour laisser l'eau rejoindre les réservoirs (5) et (6). Lorsque le niveau d'eau maximum est atteint dans l'un et l'autre des réservoirs internes (5) et (6),l'action des électrodes de contrôle de niveau (12) interrompt l'aspiration et déclenche la mise sous tension de la résistance chauffante (7) dans le réservoir (5).Lorsque la température est atteinte dans le réservoir (5) le ou les thermostats(11) coupent l'opération de chauffage en mettant la résistance (7) hors tension et en déclenchant le signal sonore (14).L'utilisateur n'a plus qu'à présenter son gobelet sous le bec verseur de l'appareil (20) et faire pression du bord dudit gobelet sur le contacteur (19).(Voir fig 4). L'appareil étant sous tension et l'utilisateur souhaitant disposer d'eau rafraîchie pour la constitution de boisson fraîche,il fait pression sur le bouton (17) en choisissant la position adéquate.Un des signaux lumineux (15) s'allume pour signaler son choix. Il appuie alors sur le poussoir (18) pour mettre en action le cycle "froid".Le cycle de pompage et de transfert de l'eau est identique quel que soit le cycle choisi.Lorsque les réservoirs internes (5) et (6) sont pleins, l'aspiration est interrompue et le chauffage est déclenché dans le réservoir (5).Dans ce cas,les modules thermo-électriques sont activés. L'eau va donc être suffisamment réchauffée dans le réservoir (5) pour provoquer le dégagement de chaleur nécessaire sur une face des modules thermo-électriques (8) qui transformeront cette chaleur en un refroidissement sur l'autre face donc un refroidissement sur le réservoir (6) et son contenu.Le thermostat (11) ayant interrompu le fonctionnement dès que la température est atteinte et signalé à l'utilisateur la disponibilité de l'eau fratche,llutilisateur agira de la meme manière pour prélever l'eau fratche dans songobelet.(Voir Figure 5). Selon un mode de réalisation différent de l'invention,un contacteur (22) interrupteur du circuit de vidange est placé sur le boîtier (1) de préférence sur un des côtés du bottier (1),de manière u imposer à l'utilisateur l'usage de ses deux mains pour provoquer la vidange de l'eau à température souhaitée.lorsque l'utilisateur est dans son véhicule entrain de rouler, il doit impérativement s'arrêter pour consommer sa boisson.(voir figure 8). Selon un autre mode de réalisation de l'invention,le poussoir (19) sous le bec verseur (20) est placé à l'intérieur du boîtier (l)à l'arrière de la face avant L'action du poussoir de vidange (19) ne peut être alors activé qulau moyen d'une patte de faible épaisseur passant au travers de la face avant par une fente réalisée à cet effet.Ce dispositif permet d'éviter la vidange accidentelle d'eau chaude ou froide en appuyant malencontreusement sur le poussoir (19).Il implique toute fois l'utilisation de gobelets spéciaux disposant en périphérie d'une patte de faible épaisseur de forme adaptée à celle de la fente placée sous le bec verseur (20) de la face avant du boîtier (1). (Voir figures 9a,9b,9c). R EV E N D I C A T I O N S 1.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou re froidie,caractériséen ce qu'il se compose de: - Un ensemble de deux réservoirs (5) et (6) de même volume et emprisonnant entre-eux et à la manière d'un sandwich un ou plu sieurs modules thermo-électriques (8). - Des moyens de transfert (9) et d'orientation (10) du liquide,de ltextérieur vers l'intérieur des réservoirs (5) et (6) et de l'in térieur desdits réservoirs vers l'extérieur. - Des moyens d'élévation de la température (7) dans un des réser voirs (5). - Des moyens électroniques de transformation de la chaleur (8) pro voquée dans un réservoir (5),en refroidissement de l'autre réser voir (6) et de son contenu. - Des moyens de contrôle des températures (11) et des volumes (12) dans le ou les réservoirs (5) et (6). - Des moyens visuels (15) et sonores (14) d'information de l'utilisa teur. - Des moyens de sécurité (12) et (21). 2.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens de transfert du liquide sont constitués par une pompe (9) ayant deux fonctions ; l'une consistant à aspirer le liquide à réchauffer ou refroidir à l'extérieur du boîtier (1) pour le conduire dans les réservoirs (5) et (6),l'autre à refouler le liquide à température de consommation de l'intérieur de l'un ou l'autre des réservoirs (5) et (6) vers l'extérieur. 3.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractéri sé en ce que les moyens de transfert constitués par la pompe (9) sont associés à des moyens d'orientation du liquide constitués par un dérivateur à clapets (10). 4.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractéri sé en ce que l'élévation de température dans l'un des réservoirs (5) est obtenue au moyen d'une ou plusieurs résistances électriques chauffantes (7) de forte puissance et alimentée par l'énergie de la batterie d'un véhicule automobile. 5.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractéri sé en ce que le refroidissement du liquide contenu dans le réservoir (6) est obtenu par le réchauffement du réservoir (5) et de son conte nu et la transformation de la chaleur ainsi dégagée en rafraichisse ment du réservoir (6)et de son contenn,au moyen de modules thermo électriques (8) en application de la loi électronique dite de "l'effet Le Peltier". 6.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractéri sé en ce que le volume de liquide contenu dans l'un et l'autre des réservoirs (5) et (6) est précisément contrôlé au moyen d'au moins deux électrodes immergées (12) par réservoir,dont l'une pourrait être constituée par le corps même de la résistance chauffante (7) 7.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractéri sé en ce que le réservoir chauffant (5) est muni d'un dispositif destiné à réduire tout dépôt de calcaire. 8.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractéri sé en ce que le bottier (1) est muni de préférence sur l'un de ses côtés,d' un contacteur (22) agissant sur le circuit de commandement de la vidange,contraignant l'utilisateur à l'usage de ses deux mains pour disposer de l'eau à température de consommation,donc à arrêter son véhicule pour consommer la boisson de son choix. 9.) Dispositif électronique de distribution d'eau réchauffée ou refroi die,selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractéri sé en ce que le poussoir (19) provoquant la vidange est placé à l'intérieur du boîtier (1),derrière la face avant du boîtier (1), et accessible exclusivement au moyen d'une languette de faible épaisseur,introduite dans une fente de forme identique située sous le bec verseur (20) de l'appareil.