Brevet FR2785166A1 — publié le 20000505

CAFETIERE GOUTTE-A-GOUTTE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'EAU La présente invention se rapporte à une cafetière ménagère goutte-à-goutte comportant un réservoir d'eau froide alimentant un chauffe-eau à circulation continue, et un dispositif destiné à traiter l'eau contenue dans le réservoir à partir d'un agent antitartre soluble ou en solution. Dans une cafetière connue de ce genre, le dispositif de traitement de l'eau comporte une cartouche qui est agencée dans l'embouchure de remplissage du réservoir en étant entièrement maintenue au-dessus du niveau maximum de remplissage du réservoir, qui comporte un couvercle et un fond perforés, et qui contient un agent antitartre soluble, du type constitué habituellement par un ou plusieurs cristaux de polyphosphate, dont la dissolution ne peut intervenir que lors de l'écoulement rapide de l'eau au remplissage du réservoir. Toutefois, avec ce type de dispositif de traitement de l'eau à partir de cristaux de polyphosphate, il s'avère que la quantité de phosphore qui est ajoutée dans l'eau n'est absolument pas contrôlée avec précision pour retarder suffisamment dans le temps l'entartrage du chauffe-eau de la cafetière ; en effet, la pratique montre que dans le cas d'un usage habituel de la cafetière (par exemple deux fois par jour), la quantité de phosphore ajoutée est quasiment nulle du fait que les cristaux n'ont pas le temps de se dissoudre suffisamment entre deux cycles de fonctionnement de la cafetière, conduisant alors à un entartrage rapide du chauffe-eau, alors que dans le cas d'un usage intensif de la cafetière (par exemple toutes les heures), la quantité de phosphore ajoutée vient à dépasser la valeur autorisée par la lé- gislation actuellement en vigueur suivant laquelle la concentration en phosphore dans l'eau doit tre inférieure à 5 mg/1 exprimée en P2 os. L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et de réaliser une cafetière ménagère goutte-à-goutte équipée d'un dispositif de traitement d'eau à partir d'un agent antitartre soluble ou en solution dont la quantité ajoutée dans l'eau soit parfaitement contrôlée en respectant la législation en vigueur, et ceci quelles que soient la fréquence d'utilisation de la cafetière et la solubilité de l'agent antitartre. Selon l'invention, le dispositif de traitement d'eau comporte un dispositif de micro-dosage d'une quantité d'agent antitartre qui est déterminée en fonction du volume d'eau fourni au chauffe-eau et qui est injectée dans l'eau. Grâce à ce dispositif de micro-dosage, la quantité d'agent antitartre injectée dans l'eau est désormais maitrisée avec une grande fiabilité et, de surcroît, par suite de son injection à une très faible dose, présente l'effet inattendu de retarder considérablement dans le temps l'entartrage du chauffe-eau de la cafetière. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe verticale d'une cafetière selon l'invention comportant un dispositif de traitement d'eau, le réservoir de la cafetière étant rempli d'eau ; -la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, montrant le réservoir d'eau partiellement vidé ; -la figure 3 est une vue similaire à la figure 2, après vidage complet du réservoir ; -la figure 4 montre, en fonction du nombre de litres d'eau versé dans le réservoir d'une mme cafetière, l'évolution du temps de passage de l'eau dans la cafetière lorsque cette dernière ne comporte pas de dispositif de traitement d'eau (courbe A), lorsque la cafetière comporte un dispositif de traitement d'eau maintenu audessus du niveau maximum de remplissage du réservoir (courbe B), et lorsque la cafetière comporte un dispositif de traitement d'eau conforme à l'invention (courbe C) et -les figures 5 et 6 représentent un exemple de réalisation d'une cartouche de traitement d'eau comportant un flacon d'agent antitartre sous forme liquide et un bouchon, respectivement avant montage (figure 5) et après montage (figure 6) du bouchon sur le flacon. Sur les figures 1 à 3, on n'a représenté qu'une partie d'une cafetière ménagère du type goutte-à-goutte comprenant un réservoir d'eau froide 1 à capacité définie par un niveau maximum de remplissage référencé par N et dont la sortie 2 formant embouchure pratiquée dans la paroi de fond 4 est reliée, via un clapet anti-retour 5, à l'entrée d'un corps chauffant électrique formé par un chauffe-eau 6 à circulation continue dont la sortie alimente par un tube ascendant 7 une goulotte d'arrosage d'un filtre (non représenté) destiné à recevoir de la mouture de café et disposé au-dessus d'une verseuse collectrice d'infusion (non représentée). La cafetière illustrée aux figures 1 à 3 est en outre équipée d'un dispositif de traitement d'eau, désigné par la référence générale 9, faisant appel à un agent antitartre soluble ou en solution, tel qu'un agent complexant à base de polyphosphates, destiné à tre ajouté dans l'eau en vue de retarder l'entartrage de la cafetière. L'agent complexant à base de polyphosphates est préférentiellement sous forme solide (cristal, granulés), mais peut également tre sous forme poudreuse ou liquide. Selon l'invention, le dispositif de traitement d'eau 9 comporte un dispositif de micro-dosage 10 d'une quantité d'agent antitartre qui est déterminée en fonction du volume d'eau fourni au chauffe-eau 6 et qui est injectée dans l'eau. Comme le montrent les figures 1 à 3, le dispositif de micro-dosage 10 est préférentiellement monté amovible à l'intérieur du réservoir 1 en étant agencé à proximité de la sortie 2 de vidage du réservoir, et est adapté à injecter rapidement une faible dose d'agent antitartre dans l'eau fournie au chauffe-eau 6 (figure 2). Selon un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, le dispositif de micro-dosage 10 comporte une cartouche 12 de volume prédéterminé, par exemple de 30 cm3, qui contient l'agent antitartre, par exemple un seul cristal de polyphosphate 14 de poids prédéterminé, par exemple de 1,66 gramme, et qui présente à sa partie supérieure un orifice calibré 16 ainsi qu'un tube capillaire 18 communiquant avec l'intérieur de la cartouche 12 et s'élevant, de préférence verticalement, vers l'embouchure 19 de remplissage du réservoir 1 en ayant une ouverture supérieure 21 qui est située au-dessus du niveau maximum N du réservoir. Le tube capillaire 18 présente préférentiellement une forme cylindrique, de diamètre prédétermi- né, par exemple égal à 1,5 millimètre. En regard de la figure 1, lors du remplissage du réservoir 1 sur une hauteur d'eau maximale H, déterminée à partir d'un niveau de référence dit zéro défini par l'orifice 16 de la cartouche 12, et correspondant à un nombre de tasses de café choisi par l'utilisateur et variant généralement de 3 à 15 tasses, l'eau versée pénètre dans la cartouche 12 par l'orifice 16 et vient en contact avec le cristal de polyphosphate 14 qui, par dissolution, génère une solution concentrée en phosphore, repérée en 23 sur les figures 1 à 3 ; le tube capillaire 18 se remplit de cette solution concentrée en phosphore sensiblement au mme niveau que le niveau d'eau dans le réservoir 1, voir figure 1. Lors du fonctionnement de la cafetière, le réservoir 1 commence à se vider, et si l'utilisateur décide d'arrter le vidage en cours du réservoir, par exemple après une hauteur d'eau vidée h1, comme illustré à la figure 2, qui est égale à (H-h) où h est la hauteur dleau restant dans le réservoir à compter du niveau de référence zéro et variant de 0 à H, le niveau du tube capillaire 18 baisse de la mme hauteur hi et de la solution concentrée en phosphore 23 est éjectée à une faible dose par l'orifice calibré 16 de la cartouche pour y tre mélangée à l'eau fournie au chauffe-eau 6, par le phéno- mène connu de pompage du chauffe-eau. Ainsi, le volume de solution concentrée en phosphore 23 qui est ajouté à l'eau fournie au chauffe-eau lors de ce vidage, figure 2, est proportionnel à la hauteur d'eau vidée h,. D'une manière plus générale, dans le cas d'un tube capillaire 18 de forme cylindrique, de diamètre prédéter- miné D, le volume (V) de solution concentrée en phosphore 23 qui est ajouté à l'eau lors du vidage du réservoir 1 est donné par l'expression : V = 3, 14 X (H-h) X (D) 2/4 où : -H est la hauteur d'eau au nombre de tasses de café sélectionné ; -h est la hauteur d'eau au remplissage et au vidage du réservoir, et varie de 0 à H. On notera que le niveau de référence zéro défini par l'orifice 16 de la cartouche 12 est situé, par rapport à la paroi de fond 4 du réservoir 1, à une hauteur prédéterminée h', par exemple de l'ordre de 10 millimè- tres, de façon à prélever de la cartouche 12, lors du vidage du réservoir (figure 2), une solution parfaitement homogène en phosphore. Après vidage complet du réservoir 1 de la cafetière, comme montré à la figure 3, la cartouche 12 reste pleine de solution concentrée en phosphore 23, le niveau du tube capillaire 18 s'équilibrant au niveau de référence zéro. A titre d'exemple purement illustratif, en prenant un tube capillaire cylindrique 18 de diamètre D égal à 1,5 millimètre et en considérant une hauteur d'eau H égale à 131 millimètres et correspondant à un volume d'eau dans le réservoir égal à 1,4 litre, le volume de solution concentrée en phosphore qui est ajouté à l'eau lors du vidage complet du réservoir pour lequel h = 0 est égal à 0,23 millilitre, ce qui est particulièrement faible. Ainsi, ce dispositif de micro-dosage 10 constitue avantageusement un appareil simple, économique, précis et particulièrement fiable. En outre, il permet de délivrer ou diffuser dans l'eau une quantité d'agent complexant à base de polyphosphates qui est parfaitement contrôlée, de surcroît très faible, qui est indépendante de la solubilité du cristal de polyphosphate 14, et qui est proportionnelle à une hauteur d'eau du réservoir, donc avantageusement indépendante du volume d'eau dans le réservoir. De plus, par un dimensionnement approprié de ses constituants, à savoir essentiellement le poids du cristal de polyphosphate 14, le volume de la cartouche 12 ainsi que la géométrie du tube capillaire 18, ce dispositif de micro-dosage 10, par suite de l'injection dans l'eau d'une faible quantité d'agent complexant à base de polyphosphates, permet, d'une part, de maintenir une concentration ou taux en phosphore dans l'eau à une valeur de l'ordre de 1 mg/1 exprimée en P2 05, respectant ainsi pleinement la législation actuellement en vigueur suivant laquelle la concentration en phosphore dans l'eau traitée, en sortie de goulotte de la cafetière, doit tre inférieure à 5 mg/1 exprimée en P2 Os, et d'autre part, de retarder considérablement dans le temps l'entartrage du chauffe-eau au moins jusqu'à. 500 litres d'eau. Ainsi, une très faible concentration en phosphore dans l'eau fournie au chauffe-eau de la cafetière à l'aide de ce dispositif de micro-dosage 10 permet, de manière surprenante, de traiter avec efficacité un très grand nombre de litres d'eau sans atteindre l'entartrage du chauffe-eau, augmentant dès lors d'une manière très significative la durée de vie de la cafetière. En se reportant maintenant à la figure 4, on a représenté différentes courbes expérimentales A, B et C illustrant chacune l'évolution du temps de passage de l'eau dans la cafetière, exprimée par le rapport T/To où T est le temps de passage de l'eau lorsque le réservoir est plein d'eau et To est également le temps de passage de l'eau lorsque le réservoir est plein d'eau, mais mesuré en fin d'un premier cycle de test, ce dernier se composant d'une séquence de remplissage du réservoir, suivie d'une séquence de fonctionnement de la cafetière, puis d'une séquence de refroidissement de la cafetière, en fonction du nombre de litres d'eau versé dans la cafetière. Par convention, on considère qu'une cafetière est entartrée quand le rapport T/To est égal à 1,2 correspondant à une augmentation du temps de passage de l'eau de 20 %. Les courbes A, B et C ont été relevées par essais en alimentant une mme cafetière avec de l'eau d'une dureté voisine de 44 degrés TH français. La courbe A a été relevée pour une cafetière non équipée de dispositif de traitement d'eau et montre que l'entartrage de la cafetière est atteint pour environ 100 litres d'eau (point E). La courbe B a été relevée, quant à elle, pour la mme cafetière, mais équipée d'un dispositif de traitement d'eau selon l'art antérieur, à savoir une cartouche perforée maintenue au-dessus du niveau maximum de remplissage du réservoir et contenant un cristal de polyphosphate d'un poids de 1,66 gramme. Cette courbe B montre que l'entartrage de la cafetière est atteint pour environ 200 litres d'eau traitée (point F). Quant à la courbe C, elle a été relevée toujours pour la mme cafetière, mais équipée du dispositif de micro-dosage 10, conforme à l'invention, tel que décrit précédemment. Pour ces essais, le volume de la cartouche 12 du dispositif de micro-dosage 10 est choisi égal à 30 cm3, ladite cartouche 12 contient un seul cristal de polyphosphate 14 de poids égal à 1,66 gramme, et le tube capillaire 18 est de forme cylindrique, d'un diamètre égal à 1,5 millimètre. Grâce à ce dispositif de micro-dosage permettant de contrôler avec précision la quantité de phosphore ajoutée à l'eau fournie au chauffe-eau de la cafetière, la courbe C montre clairement que l'entartrage du chauffe-eau n'est pas atteint pour 500 litres d'eau traitée. Les essais ainsi menés ont montré l'efficacité du dispositif de micro-dosage conforme à l'invention, au sein d'une cafetière goutte-à-goutte, tant sur le plan du retard considérable à l'entartrage du chauffe-eau de la cafetière (par d'entartrage à 500 litres d'eau), que sur le plan du maintien à une faible valeur de la concentration en phosphore dans l'eau (de l'ordre de 1 mg/1 exprimée en P2 OS), et ceci en mettant en oeuvre une technologie simple et fiable. En regard des figures 5 et 6, dans lesquelles les éléments identiques à ceux décrits précédemment portent les mmes références, on va décrire un mode d'exécution particulier du dispositif de micro-dosage. La cartouche 12, figure 5, se compose d'un flacon 26 scellé hermétiquement de lui-mme à sa partie supérieure 27 et rempli, sous atmosphère contrôlée, d'une solution liquide 29 de polyphosphates à concentration donnée, et d'un bouchon 30 qui vient se monter de manière amovible, par exemple par vissage, sur le flacon 26. Comme le montre la figure 5, le bouchon 30 est muni à sa partie supérieure de l'orifice calibré 16 et du tube capillaire 18, et comporte intérieurement un organe de perforation 32 destiné à percer la partie supérieure 27 du flacon 26 lors du vissage du bouchon 30, de manière que l'orifice 16 et le tube capillaire 18 débouchent tous les deux dans la partie perforée du flacon 26 (voir figure 6). Après vissage du bouchon 30 sur le flacon 26, la cartouche 12 ainsi réalisée est montée à l'intérieur du réservoir 1 de la cafetière, comme montré à la figure 6. Outre le fait que la cartouche 12 est d'une réali- sation particulièrement simple, il convient de noter que la solution liquide 29 contenue dans le flacon scellé 26 est avantageusement homogène en phosphore et parfaitement aseptique. REVENDICATIONS 1. Cafetière goutte-à-goutte comportant un réservoir d'eau froide (1) alimentant un chauffe-eau à circulation continue (6), et un dispositif (9) destiné à traiter l'eau contenue dans le réservoir à partir d'un agent antitartre soluble ou en solution (14 ; 29), caractérisée en ce que le dispositif de traitement d'eau (9) comporte un dispositif (10) de micro-dosage d'une quantité d'agent antitartre (23) qui est déterminée en fonction du volume d'eau fourni au chauffe-eau (6) et qui est injectée dans l'eau. 2. Cafetière goutte-à-goutte selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de micro-dosage (10) est agencé à proximité de l'embouchure de vidage (2) du réservoir (1) et est adapté à injecter la quantité déterminée d'agent antitartre (23) dans l'eau qui est fournie au chauffe-eau (6). 3. Cafetière goutte-à-goutte selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'agent antitartre (14) étant un agent complexant à base de polyphosphates, le dispositif de micro-dosage (10) comporte une cartouche (12) contenant l'agent complexant (14), montée à l'intérieur du réservoir (1) et présentant à sa partie supérieure un orifice calibre (16) par lequel entre l'eau lors du remplissage du réservoir et qui communique, après passage de 1'eau dans la cartouche (12), avec un tube capillaire (18) de section définie qui s'élève vers l'embouchure (19) de remplissage du réservoir et qui présente une ou verture supérieure (21) située au-dessus du niveau maximum de remplissage (N) du réservoir, de sorte que lors du remplissage du réservoir (1) à un niveau d'eau donné (H), le tube capillaire (18) se remplit d'agent complexant sensiblement au mme niveau que le niveau d'eau donné, tandis que lors du vidage du réservoir (1) sur une hauteur d'eau donnée (hl), la quantité déterminée d'agent complexant (23) s'échappant par l'orifice (16) de la cartouche (12) pour y tre injectée dans l'eau fournie au chauffe-eau (6) est proportionnelle à la hauteur d'eau donnée (h1) effectivement vidée du réservoir. 4. Cafetière goutte-à-goutte selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'agent complexant (14) contenu dans la cartouche (12) est sous forme solide dont le poids, ainsi que le volume de la cartouche (12) et la géométrie du tube capillaire (18), sont déterminés pour maintenir dans l'eau traitée une concentration en phosphore à une valeur inférieure à 5 mg/1 exprimée en P2 oll de préférence de l'ordre de 1 mg/1, et pour empcher tout entartrage de la cafetière au moins jusqu'à 500 litres d'eau traitée. 5. Cafetière goutte-à-goutte selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cartouche (12) comporte un flacon (26) qui est scellé hermétiquement de lui-mme à sa partie supérieure (27), et qui est rempli de l'agent complexant sous forme liquide (29), ainsi qu'un bouchon (30) qui est monté de manière amovible sur le flacon (26), ledit bouchon (30) comportant un organe de perforation (32) de la partie supérieure (27) du flacon (26) lors de son montage et étant muni de l'orifice calibré (16) et du tube capillaire (18) qui débouchent tous les deux dans la partie perforée du flacon (26). 6. Cafetière goutte-à-goutte selon la revendication 5, caractérisée en ce que le bouchon (30) est monté par vissage sur le flacon (26).