Brevet FR2875225A1 — publié le 20060317

La présente invention concerne la conception et la réalisation de fontaines de distribution d'eau rafraîchie à partir d'une bonbonne interchangeable qui est disposée en position inversée, le col dirigé vers le bas. Ces fontaines comportent un réservoir qui est alimenté par un doigt de prélèvement qui est inséré de manière étanche dans le col de la bonbonne et qui est refroidi par un dispositif réfrigérant. Ces fontaines fournissent généralement aussi de l'eau à température ambiante. De telles fontaines sont utilisées dans des lieux publics ou dans des entreprises pour fournir de l'eau potable. L'invention concerne plus particulièrement les fontaines de faible encombrement, à capacité relativement faible, qui sont destinées en particulier à un usage domestique, et dont le dispositif réfrigérant est constitué par un élément réfrigérant à effet Peltier qui refroidit l'eau contenue dans le réservoir par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, constitué, par exemple par une pièce métallique. Dans un premier type connu de telles fontaines à réfrigération par effet Peltier, l'ensemble du dispositif réfrigérant est disposé en dessous du réservoir, l'échangeur de chaleur étant en contact avec la paroi du fond du réservoir. La disposition connue présente l'inconvénient que l'encombrement en hauteur de la fontaine surmontée de la bonbonne est important, ce qui interdit son usage dans un espace de hauteur relativement faible, tel que, par exemple, sur la table de travail d'une cuisine en dessous des éléments de rangement, où la hauteur disponible est de l'ordre de 50 cm. Dans un autre type de fontaines à réfrigération par effet Peltier, l'échangeur de chaleur est disposé à l'intérieur du réservoir. Il traverse une paroi latérale dans laquelle il est fixé de manière étanche. Cette disposition présente l'inconvénient qu'il est très difficile de sortir du caisson de la fontaine l'ensemble des éléments recevant l'eau de la bonbonne, à savoir le réservoir, les différentes conduites et les robinets de distribution, pour effectuer un nettoyage périodique. Ce nettoyage qui est nécessaire pour éviter 2875225 2 l'accumulation d'odeurs et pour des raisons d'hygiène et qui doit être réalisé relativement souvent, par exemple une fois par mois, ne peut pas être réalisé de manière simple et efficace. C'est pourquoi la présente invention se propose de concevoir une fontaine à réfrigération par effet Peltier dont l'encombrement en hauteur soit réduit et dans laquelle on peut facilement extraire et nettoyer l'ensemble des éléments recevant l'eau de la bonbonne. A cet effet, la présente invention a pour objet une fontaine pour la distribution d'eau rafraîchie, en particulier pour usage domestique, qui est du type comportant un réservoir tampon d'eau associé à un dispositif réfrigérant par effet Peltier, caractérisé en ce que le dispositif réfrigérant comporte un échangeur de chaleur de bonne conductibilité thermique entre un élément réfrigérant à effet Peltier et une paroi du réservoir, qui est de forme prismatique, et en ce que l'une des parois latérales du réservoir comporte un évidement qui est ouvert à sa partie inférieure et qui a une forme prismatique complémentaire de celle de l'échangeur de chaleur, le réservoir venant en appui sur l'échangeur de chaleur par son évidement. Cette disposition permet de disposer l'ensemble extérieur du dispositif réfrigérant à côté du réservoir placé au fond du caisson, ce qui limite l'encombrement en hauteur de la fontaine. Par ailleurs, le réservoir peut être facilement extrait du caisson pour son nettoyage périodique. Enfin, la forme prismatique de l'échangeur de chaleur permet d'avoir une surface de contact importante entre l'échangeur de chaleur et la paroi du réservoir de manière à obtenir un refroidissement efficace de l'eau du réservoir. Cette efficacité est due en particulier au fait que l'évidement du réservoir est pressé contre l'échangeur de chaleur par le poids de l'eau du réservoir et que sa paroi épouse complètement le profil de l'échangeur de chaleur. Cela peut encore être amélioré en réduisant l'épaisseur de la paroi de l'évidement par rapport à celle du reste du réservoir pour améliorer la qualité du contact thermique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la fontaine 35 comporte une pompe à air qui, lors de chaque prélèvement d'eau, 2875225 3 insuffle de l'air dans le doigt de prélèvement, en remplacement de l'eau prélevée. L'application de la pression d'air est actionnée par un robinet de distribution d'eau commandé manuellement de l'extérieur de la fontaine. Cette disposition permet de disposer les robinets de distribution au dessus du réservoir de manière à dégager une hauteur suffisante pour les gobelets recevant l'eau. Le retour de l'air se fait directement dans la bonbonne, ce qui assure un bon écoulement de l'eau, même quand la bonbonne est presque vide. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le réservoir comporte un bouchon amovible qui comprend le doigt de prélèvement, dont les canalisations internes traversent le bouchon. Ceci permet de placer la bonbonne au plus près du réservoir et de réduire encore l'encombrement en hauteur. Par ailleurs, le doigt de prélèvement peut être extrait du caisson en même temps que le réservoir sur lequel il est fixé. Avantageusement, le bouchon comprend une canalisation de prélèvement d'eau rafraîchie qui traverse le bouchon, dont une extrémité débouche au fond du réservoir et dont l'autre extrémité est reliée à un robinet de distribution d'eau rafraîchie. Par ailleurs, on peut prévoir en outre une canalisation de prélèvement d'eau à température ambiante qui traverse le bouchon, dont une extrémité débouche au voisinage de la sortie du doigt de prélèvement et dont l'autre extrémité est reliée à un robinet de distribution d'eau à température ambiante. Grâce à ces dispositions, l'ensemble des éléments recevant l'eau de la bonbonne peut constituer un bloc qui est extrait en entier du caisson pour être démonté ensuite pour son nettoyage. Avantageusement, le ou les robinets de distribution sont placés de manière amovible dans un logement ménagé dans le caisson et sont actionnés chacun par un dispositif de commande, tel qu'un levier, qui est monté à articulation sur le caisson. Cette disposition permet d'extraire les robinets du caisson 2875225 4 en même temps que les autres éléments recevant l'eau de la bonbonne et de simplifier encore l'opération de nettoyage. Avantageusement, la pompe à air est actionnée électriquement et le robinet de distribution actionne un commutateur électrique qui commande le fonctionnement de la pompe à air. Dans le cas où la fontaine fournit aussi de l'eau à température ambiante, le robinet de distribution d'eau rafraîchie et le robinet de distribution d'eau à température ambiante actionnent un commutateur commun. De cette manière, on simplifie la structure et le 10 fonctionnement de la fontaine. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le bouchon comprend, sur sa face externe, une cuvette qui entoure le doigt de prélèvement et qui comporte un orifice d'évacuation. La fontaine comporte un bac de récupération qui comporte une grille support des récipients à boire, tels que des godets, et le réservoir est entouré par un compartiment isolant qui comporte une canalisation interne reliant la cuvette au bac de récupération. Ceci permet d'évacuer les fuites d'eau qui peuvent se produire lors de la mise en place de la bonbonne. L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en faisant référence aux figures 1 à 8 dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe d'une fontaine conforme à l'invention avec sa bonbonne; la figure 2 est une vue partielle en coupe d'une moitié de la fontaine montrant le dispositif réfrigérant la figure 3 est une vue en perspective du réservoir avec le bouchon à l'état démonté ; - la figure 4 est une vue en perspective de l'ensemble des 30 éléments recevant l'eau de la bonbonne à l'état monté ; - la figure 5 est une vue de dessus de la fontaine, la bonbonne et le couvercle ayant été enlevés; - la figure 6 est une vue en coupe du bouchon; - et les figures 7 et 8 sont des vues en perspective du bouchon, vu respectivement du dessous et du dessus. La figure 1 représente une fontaine fournissant de l'eau rafraîchie et de l'eau à température ambiante. Les éléments fonctionnels sont protégés dans un caisson 1, fermé par un couvercle 2. Le couvercle 2 reçoit une bonbonne 3 qui est en position inversée, avec son col dirigé vers le bas. La bonbonne 3 est entièrement supportée par le couvercle 2. Un doigt de prélèvement d'eau 5 est inséré de manière étanche dans le col 4 de la bonbonne 3 pour relier celle-ci à un réservoir 6 qui est disposé dans le fond du caisson 1 et qui est entouré par un compartiment isolant 7. Le dispositif réfrigérant comprend un élément réfrigérant à effet Peltier 8 qui refroidit un échangeur de chaleur constitué, par exemple, par une pièce métallique 9. Sur sa face avant (à gauche sur la figure 1), le caisson 1 présente un évidement 11 au-dessus duquel se trouvent les robinets de distribution de l'eau 12. Dans le bas de l'évidement 11, un bac de récupération 13 est fixé de manière amovible; il comporte un caillebotis 14 sur lequel on place les gobelets recevant l'eau dispensée par les robinets de distribution 12. Ces derniers sont placés de manière amovible dans un logement ménagé pans la partie supérieure du caisson 1. Leur commande en ouverture et fermeture du circuit d'eau est assurée à partir de dispositifs de commande accessibles de l'extérieur du caisson. Il s'agit de leviers 15 qui sont montés à articulation dans la paroi du caisson. Chacun de ces leviers 15 actionne un commutateur électrique commun 20 qui commande le fonctionnement d'une pompe à air insufflant de l'aire dans la bonbonne. Sur la paroi arrière 16 (à droite sur la figure 1) du caisson 1, on prévoit un raccordement électrique, un interrupteur de marche et un bouton de réglage de température 17 pour la régulation de la température de l'eau refroidie. Ces éléments sont reliés à un module électrique et électronique 18 qui commande le fonctionnement de la fontaine. Sur la figure 2, on voit le module électrique et électronique 2875225 6 18 et le dispositif réfrigérant, qui est constitué d'une cellule électronique 21 qui refroidit un échangeur de chaleur 9. L'échangeur 9 est réalisé massif en une matière de bonne conductibilité thermique, notamment métallique. Il est de forme prismatique à section triangulaire. Son arête 19 est dirigée vers le haut. A sa base, sa partie inférieure ménage un évidement dans lequel est disposée une pièce thermiquement isolante 22 qui permet d'éviter la condensation d'eau. Derrière la cellule électronique 21 se trouve un radiateur, qui est refroidi par un ventilateur 10 disposé à l'arrière du caisson 1 (voir figure 1). Sur les figures 3 et 4, on voit que le réservoir 6 présente un évidement latéral 25 dont la forme est complémentaire de celle de l'échangeur de chaleur 9 et qui est ouvert vers le bas. Quand le réservoir 6 est posé sur l'échangeur de chaleur 9, la paroi de son évidement latéral 25 vient se plaquer contre l'échangeur de chaleur 9 sous l'effet du poids de l'eau contenue dans le réservoir 6. Le réservoir 6 est en une matière polymère semi-rigide, par exemple de 2 mm d'épaisseur, et dans ce cas la paroi de l'évidement latéral 25 n'a que 1 mm d'épaisseur. Le fait que la paroi soit plus fine et plus souple à ce niveau favorise le contact thermique là où, du point de vue mécanique, la paroi est correctement supportée par le bloc échangeur. On améliore ainsi la qualité du transfert thermique opéré par le bloc 9 entre l'élément réfrigérant par effet Peltier 8 et l'eau contenue dans le réservoir. Le réservoir 6 comporte un bouchon amovible 26 de forme circulaire dont le diamètre est important. Cela facilite le nettoyage du réservoir 6. Le bouchon 26 est fixé de manière étanche sur le réservoir 6 au moyen d'un joint torique 27 qui s'engage dans une gorge 29 (voir sur la figure 6). Le doigt de prélèvement 5 est d'une seule pièce avec le bouchon 26. II comporte une canalisation intérieure d'alimentation en eau 31 et une canalisation intérieure de retour de l'air 32 (voir figure 6). La canalisation intérieure d'alimentation en eau 31 débouche juste audessous du bouchon 26 et la canalisation intérieure de retour de l'air 32 est reliée à une canalisation horizontale 33 qui est ménagée dans le bouchon 26 et qui est reliée à un raccord d'entrée d'air 34 sur lequel est branché 2875225 7 un conduit souple 30. Ce dernier est relié à une pompe à air 40 qui est disposée à côté du dispositif réfrigérant (voir figure 5). Une canalisation de prélèvement d'eau rafraîchie 35 traverse le bouchon 26. Son extrémité inférieure 36 est disposée au fond du réservoir 6 et son extrémité supérieure 37 est reliée au robinet de distribution d'eau rafraîchie 38 par l'intermédiaire d'un conduit souple 39. Une canalisation de prélèvement d'eau à température ambiante 41 traverse le bouchon 26. Son extrémité inférieure est disposée au niveau de la sortie de la canalisation intérieure d'alimentation en eau 31 et son extrémité supérieure est reliée au robinet de distribution d'eau à température ambiante 42 par l'intermédiaire d'un conduit souple 43. Comme on peut le voir sur les figures 3 à 8, le bouchon 26 comprend, sur sa face extérieure, une cuvette 44 qui entoure le doigt de prélèvement 5. Un orifice d'évacuation 45 est prévu dans le fond de la cuvette 44 (voir figure 7). Cet orifice d'évacuation 45 débouche au-dessus d'une canalisation verticale qui est ménagée dans le compartiment isolant 7 et qui débouche dans le bac de récupération 13. Le fonctionnement de la fontaine qui vient d'être décrite est le suivant. On fixe le bouchon 26 sur le réservoir 6 et on assemble le bloc des éléments recevant l'eau de la bonbonne, à savoir le bouchon 26, les conduits 39 et 43, les robinets 38 et 42. Le bloc ainsi constitué est mis en place dans le caisson 1, le réservoir 6 venant en appui sur l'échangeur de chaleur 9. Les robinets sont mis en place dans leur logement sous les leviers 15. On met alors le couvercle 2 en place sur le caisson 1 et on met la bonbonne interchangeable 3 en place sur le doigt de prélèvement 5. La fontaine est alors prête à fonctionner. Quand on appuie sur un levier 15, le commutateur 20 commande le fonctionnement de la pompe à air 40. De l'air est envoyé dans la bonbonne 3, ce qui pousse l'eau de la bonbonne 3 dans le réservoir 6. L'eau prélevée par la canalisation 35 ou 41 parvient au robinet correspondant. La canalisation 35 prélève l'eau à la sortie du doigt de prélèvement 5, l'eau prélevée étant donc à la température ambiante. La canalisation 41 prélève de l'eau qui se trouve au fond du réservoir 6 et qui est donc rafraîchie au maximum. On prévoit des sondes thermiques pour mesurer la température de l'eau et de l'échangeur 9 pour réaliser une régulation de température, le bouton 17 servant à régler la valeur de la température de contrôle. Quand on désire réaliser le nettoyage de l'ensemble des éléments recevant l'eau de la bonbonne, on enlève la bonbonne et le couvercle, on dégage les robinets de leur logement et on débranche le conduit 29 du raccord 38. On peut alors extraire le bloc constitué par le réservoir 6, les différents conduits d'eau et les robinets pour les séparer ensuite et les nettoyer, par exemple dans une machine à laver la vaisselle. Lorsqu'ils ont été nettoyés, on remonte la fontaine comme indiqué plus haut. La description qui précède explique clairement comment l'invention procède d'une manière que ne pouvait prédire l'homme de l'art et comment elle permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés. En particulier, on obtient une fontaine de faible hauteur qui peut être utilisée sur un plan de travail d'une cuisine. Les opérations de nettoyage périodique sont réalisées facilement et rapidement. La réfrigération est efficace du fait du contact intime entre l'échangeur de chaleur et l'évidement latéral 25. Il ressort néanmoins de ce qui précède que l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre qui ont été spécifiquement décrits dans le courant des exemples ci-dessus et qu'elle s'étend au contraire à toute variante passant par le biais de moyens équivalents. En particulier, on peut concevoir des fontaines à réfrigération par effet Peltier qui fournissent uniquement de l'eau rafraîchie ou qui fournissent aussi de l'eau chaude. On pourrait aussi utiliser, au lieu d'un métal, toute autre matière à forte conduction thermique pour réaliser l'échangeur de chaleur assurant le transfert thermique entre le système producteur de froid par effet Peltier et le réservoir à eau rafraîchie. 2875225 9 REVENDICATIONS 1. Fontaine pour la distribution d'eau rafraîchie, en particulier pour usage domestique, à partir d'une bonbonne d'eau (3) interchangeable dans le col (4) de laquelle un doigt de prélèvement (5) pénêtre de manière étanche, pour alimenter un réservoir (6) qui est refroidi par un élément réfrigérant à effet Peltier (8) par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur (9), caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (9) est de forme prismatique et en ce que l'une des parois latérales du réservoir (6) comporte un évidement (25) qui est ouvert à sa partie inférieure et qui a une forme prismatique complémentaire à celle de l'échangeur de chaleur (9), le réservoir (6) venant en appui sur l'échangeur de chaleur (9) et en contact thermique avec lui au niveau de son évidement (25). 2. Fontaine à eau selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une pompe à air (40) qui insuffle de l'air dans le doigt de prélèvement (5) et qui est commandée à partir d'un robinet de distribution de l'eau (12). 3, Fontaine à eau selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le réservoir (6) comporte un bouchon amovible (26) qui comprend le doigt de prélèvement (5) dont les canalisations internes (31, 32) traversent le bouchon (26). 4. Fontaine à eau selon la revendication 3, caractérisée en ce que le bouchon (26) comprend une canalisation de prélèvement d'eau rafraîchie (35) qui traverse le bouchon (26), dont une extrémité débouche au fond du réservoir (6) et dont l'autre extrémité est reliée à un robinet de distribution d'eau rafraîchie (38). 5. Fontaine à eau selon la revendication 3 ou 4, 2875225 10 caractérisée en ce que le bouchon (26) comprend en outre une canalisation de prélèvement d'eau à température ambiante (41) qui traverse le bouchon (26) , dont une extrémité débouche au voisinage de la sortie du doigt de prélèvement (5) et dont l'autre extrémité est reliée à un robinet de distribution d'eau à température ambiante (42). 6. Fontaine à eau selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le robinet de distribution (38, 42) est placé de manière amovible dans un logement ménagé dans un caisson (1) de la fontaine et est actionné par un dispositif de commande (15), tel qu'un levier, qui est monté à articulation sur le caisson (1). 7. Fontaine à eau selon la revendication 6, caractérisée en ce que la pompe à air (40) est actionnée électriquement et en ce que le dispositif de commande (15) du robinet de distribution (38, 42) actionne un commutateur électrique (20) qui commande le fonctionnement de la pompe à air (40). 8. Fontaine à eau suivant la revendication 5, éventuellement complétée par la revendication 7, caractérisée en ce que les dispositifs de commande (15) du robinet de distribution d'eau rafraîchie (38) et du robinet de distribution d'eau à température ambiante (42) actionnent un commutateur commun (20). 9. Fontaine à eau selon la revendication 3, éventuellement combinée à l'une ou l'autre des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que ladite bonbonne interchangeable se dispose en position inversée sur le couvercle (2) d'un caisson (1) de la fontaine et en ce que le bouchon amovible du réservoir comprenant le doigt de prélèvement (5) comprend, sur sa face externe, une cuvette (44) qui entoure le doigt de prélèvement (5) et qui comporte un orifice d'évacuation (45). 2875225 11 10. Fontaine à eau selon la revendication 9, comprend'elle comporte un bac de récupération (13) qui comporte un caillebotis (14) support des récipients à boire, tels que des godets, et en ce que le réservoir (6) est entouré par un compartiment isolant (7) qui comporte une canalisation interne reliant la cuvette (44) au bac de récupération (44).