Brevet FR3057564A1 — publié le 20180420

La présente invention a trait à un appareil de distribution d'eau de boisson, apte à produire de l'eau gazeuse. Il s'agit plus particulièrement d'une fontaine de distribution d'eau 5 alimentée par le réseau d'eau potable ou par une bombonne ou une bouteille interchangeable. Les appareils de distribution de ce type sont bien connus et sont notamment décrits dans les demandes de brevet français FR2938248 et FR3005044. Le carbonateur ou dispositif de gazéification de ce genre d'appareil ne fonctionne généralement pas à une température permettant une production optimale d'eau gazeuse (idéalement 4-5°C). 15 L'appareil de distribution d'eau du brevet américain US9309103 propose, à cet égard, d'immerger le carbonateur dans un réservoir de réfrigération recevant également un serpentin disposé en amont de ce carbonateur et destiné à refroidir de l'eau à température ambiante, avant le 20 passage dans le carbonateur. La mise en oeuvre de telles dispositions se fait au détriment de la compacité de l'appareil de distribution et est difficile, voire impossible, à mettre en oeuvre lorsque l'on utilise, pour des raisons d'hygiène, un 25 réservoir amovible de production d'eau réfrigérée, tel que cela est le cas avec les appareils de distribution des demandes de brevet français précitées. La présente invention a, d'une manière générale, pour objet des 30 dispositions permettant d'éviter ces inconvénients et conduisant en outre à d'autres avantages. 3057564 2 De manière plus précise, elle a pour objet un appareil de distribution d'eau de boisson, comportant : - un réservoir d'eau réfrigérée amovible; - un circuit de production d'eau gazeuse, s'étendant entre une sortie du réservoir et un point de distribution de l'eau gazeuse, le circuit comportant une pompe et un carbonateur pour gazéifier de l'eau réfrigérée en provenance du réservoir et disposé en aval de la pompe dans la direction du point de distribution ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre : 113 - un circuit de refroidissement s'étendant sur la partie du circuit de production d'eau gazeuse allant du réservoir à la pompe, puis de la pompe à un point du circuit de production situé entre la pompe et le carbonateur, et de ce point au réservoir, le circuit de refroidissement étant disposé, sur une partie de sa longueur, en situation d'échange thermique avec une partie au 15 moins du carbonateur, de manière à le refroidir ; et - des moyens de temporisation adaptés à faire circuler l'eau réfrigérée dans le circuit de refroidissement pendant une durée prédéterminée avant la production d'eau gazeuse via le circuit de production d'eau gazeuse. 20 Grâce à ces dispositions, le carbonateur se trouve dans des conditions optimales de production d'eau gazeuse sur le plan de la température de fonctionnement. En outre, la mise en circulation d'eau dans le circuit de refroidissement avant toute distribution d'eau gazeuse au point de distribution, permet d'évacuer du circuit de production d'eau gazeuse de 25 l'eau à température ambiante qui aurait pu stagner dans le circuit de production d'eau gazeuse depuis le dernier puisage. On évite ainsi également de distribuer de l'eau gazeuse réchauffée par la température ambiante alors qu'elle est usuellement distribuée à des températures comprises entre 5 et 10 °C. 30 Suivant une disposition particulière, le circuit de production d'eau gazeuse comporte également un compensateur de régulation de débit, disposé entre le carbonateur et le point de distribution. Celui-ci permet de 3057564 3 réguler le débit de sortie d'eau gazeuse en maintenant une pression dans le carbonateur, afin d'améliorer la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau. 5 Suivant une autre disposition particulière, le compensateur est constamment ouvert à l'air libre par l'intermédiaire du point de distribution, permettant ainsi d'éviter un goutte à goutte dû à la pression résiduelle dans le mélange eau / dioxyde de carbone. Suivant encore une autre disposition particulière, le point de distribution est formé par un brise-jet raccordé au compensateur pour éviter les éclaboussures lors de la distribution d'eau. Suivant un développement original en soi, ce brise-jet comporte deux tubes concentriques, le tube interne étant fermé à une extrémité de distribution d'eau et comportant des fentes axiales de passage d'eau du tube interne vers l'espace cylindrique s'étendant entre les deux tubes, cet espace cylindrique étant ouvert à l'extrémité de distribution et fermé à son extrémité opposée à celle de distribution par le raccordement du tube interne au tube externe. Suivant d'autres dispositions particulières, pouvant éventuellement être combinées et choisies notamment pour des raisons de commodité de fabrication, de coût et/ou d'efficacité de fonctionnement : - le carbonateur comporte une entrée de gaz reliée à une source de dioxyde de carbone via une électrovanne et une entrée d'eau réfrigérée reliée à la pompe via une électrovanne, - le circuit de refroidissement comporte une électrovanne après son point de raccordement au circuit de production d'eau gazeuse, - les entrées de dioxyde de carbone et d'eau réfrigérée forment deux extrémités opposées d'une chambre de production d'eau gazeuse en forme de Y ou de té, 3057564 4 - le carbonateur comporte un mélangeur statique raccordé à une sortie de la chambre de production d'eau gazeuse et pourvu d'au moins une ailette ou d'au moins une chicane disposée autour d'un axe central d'un tube, - les parties du circuit de refroidissement et du carbonateur en situation 5 d'échange thermique sont enveloppés dans une gaine isolante, - l'appareil comporte un évaporateur entourant le réservoir amovible d'eau réfrigérée, pour la production de cette eau réfrigérée, - l'appareil comporte des moyens de commande pour actionner les électrovannes, la pompe et comportant les moyens de temporisation, 10 - le carbonateur comporte des entrées d'eau réfrigérée et de gaz munies d'injecteurs calibrés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description de modes de réalisation de l'invention qui suivent, faite à titre 15 illustratif et nullement limitatif, en se référant aux dessins schématiques ci- annexés sur lesquels : - la figure est une vue schématique d'un appareil de distribution de boisson conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention et - la figure est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation de zo cette invention. La fontaine 1 représentée sur la figure 1 est alimentée en eau par une bombonne d'eau renversée 2 qui alimente un réservoir d'eau réfrigérée 3 à l'extrémité supérieure de la fontaine 1. La réfrigération de l'eau du 25 réservoir est obtenue au moyen d'un évaporateur 34 et le réservoir 3 est amovible afin de pouvoir le remplacer pour des raisons d'hygiène. En appuyant sur le bouton d'un contacteur de sélection 29 de la fontaine 1, une carte électronique 31 (carte à circuit imprimé) actionne 30 pendant une période de temps prédéterminée, une pompe 6 et une électrovanne 7, pour faire circuler de l'eau réfrigérée provenant du réservoir 3 dans un conduit 4 reliant ce réservoir 3 à la pompe 6, dans cette pompe 3057564 5 6, l'électrovanne 7, puis un conduit 5 qui retourne depuis l'électrovanne 7 au réservoir 3. Les conduits 4 et 5 forment un circuit de refroidissement et sont 5 plaqués, à cet effet, sur un tube 20 d'un mélangeur statique 21 d'un carbonateur, pour le réfrigérer et sont isolés, pour ce faire, par une gaine isolante 23. Un voyant 30 clignote pendant cette période prédéterminée, lors de Io laquelle le mélangeur statique 21 est réfrigéré et l'eau, qui pendant une période de non-utilisation se serait réchauffée en amont de la pompe 6 dans le conduit 4, est remplacée par renvoi dans le réservoir 3. Cette période de temps prédéterminée peut être fixe (par exemple de 15 l'ordre de quelques secondes, ici 5 secondes), ou variable, par exemple fonction d'une température de l'eau détectée au sein du mélangeur statique 21. A la fin de cette période programmée, le voyant 30 passe en lumière 20 fixe pour indiquer au consommateur la possibilité de se servir en appuyant à nouveau sur le bouton du contacteur de sélection 29. La carte électronique 31 va cette fois actionner la pompe 6 pour faire circuler l'eau réfrigérée provenant du réservoir 3 dans le conduit 4, une électrovanne 8 également actionnée à ce moment-là par la carte électronique 31, un 25 conduit 11 reliant cette électrovanne 8 à une chambre de production d'eau gazeuse 28 du carbonateur 39. L'eau réfrigérée pénètre dans cette chambre 28 formant un récipient de production d'eau gazeuse par un raccord 17 fixé à la chambre 28 puis un injecteur calibré 13 de cette chambre 28. La pompe 6 est régulée par cet injecteur calibré 13 pour régler 30 la pression et le débit d'eau réfrigérée entrant dans le mélangeur statique 21, évitant ainsi d'avoir à régler le débit d'eau, facilitant ainsi la mise en route de l'appareil. 3057564 6 Dans le même temps, une électrovanne 9 est également enclenchée pour envoyer du dioxyde de carbone d'une bouteille 32 à la chambre de production d'eau gazeuse 28 via un détendeur 33, un conduit 10 reliant ce détendeur 33 à l'électrovanne 9, cette électrovanne 9, un conduit 12 reliant 5 cette électrovanne 9 à la chambre de production d'eau gazeuse 28 via un raccord 15 fixé à cette chambre 28 et un injecteur calibré 14. Cet injecteur calibré 14 permet de régler le débit de dioxyde de carbone entrant dans la chambre de production d'eau gazeuse 28, la pression de dioxyde de carbone étant, ici, prédéfinie et non réglable afin de faciliter la mise en route 10 de l'appareil. Le mélange eau réfrigérée et dioxyde de carbone réalisé dans la chambre de production d'eau gazeuse 28 passe alors par un raccord 19 de sortie de cette chambre 28 dans le tube 20 du mélangeur statique 21 puis 15 par un raccord 22 du compensateur 24, dans ce dernier. Dans ce compensateur se trouve un cône 25 réglable et son étanchéité est assurée par un joint torique 26. Un brise-jet 27 est relié à la sortie du compensateur 24 pour zo distribuer l'eau à un gobelet 28. On observera encore que les trois raccords 15, 17 et 19 de la chambre de production d'eau gazeuse 28 sont chacun fixés à une extrémité d'un té formant cette chambre 28. Dans cette chambre, l'eau est atomisée 25 en particules microscopiques, ce qui permet d'augmenter de manière significative l'interaction entre l'eau et le dioxyde de carbone. Le mélange en résultant se déplace ensuite dans le tube 20 du mélangeur statique 21, où un mélange supplémentaire a lieu. 30 Ce mélangeur statique comporte ici une série de chicanes disposées autour de l'axe central du tube 20. En variante, ces chicanes peuvent être remplacées par une seule chicane ou une ou plusieurs ailettes. 3057564 7 Le compensateur 24 qui est placé en sortie du mélangeur statique 21 permet de réguler le débit de sortie d'eau gazeuse grâce au cône 25, tout en maintenant une pression dans le mélangeur 21 afin d'améliorer la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau. En outre, lorsque la 5 distribution d'eau gazeuse est réalisée, il n'y a plus d'eau dans le carbonateur 39 grâce au fait que le dioxyde de carbone pénétrant à la fin de l'opération de gazéification dans le carbonateur 39 entraîne le reste d'eau vers la sortie de l'appareil. Par ailleurs, le compensateur 24 est ouvert à l'air (il n'y a pas de vanne en sortie), ce qui permet d'éviter un phénomène de 10 goutte à goutte dû à une pression résiduelle présente dans le mélange eau / dioxyde de carbone. Le brise-jet 27 monté sur le conduit de sortie du compensateur 24 permet de casser le flux de dioxyde de carbone contenu dans le mélangeur 15 statique 21 afin d'éviter que ce gaz avec un peu d'eau ne vienne provoquer un jet de forte pression à la fin de la distribution sur l'eau contenue dans le gobelet 28, qui pourrait générer des éclaboussures. Il s'agit ici d'un brise-jet spécifique comportant deux tubes 20 concentriques 40, 41. Le tube interne 41 est raccordé au tube externe 40 à son extrémité tournée vers le compensateur 24 (extrémité proximale) et est fermé à son extrémité opposée (extrémité distale). Il comporte des fentes axiales 42 de passage de l'eau gazeuse du tube interne 41 vers l'espace cylindrique s'étendant entre les deux tubes 40, 41, 25 cet espace cylindrique 43 étant ouvert à l'extrémité de distribution d'eau gazeuse et fermé à son extrémité opposée (du côté du compensateur 24, du fait du raccordement du tube interne 41 au tube externe 40). On notera également que le tube interne 41 est ici de longueur inférieure à celui du tube 40. 30 Grâce à la présente invention, la production d'eau gazeuse est optimisée en termes de dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau, le premier verre d'eau gazeuse distribuée est à bonne température (entre 5 et 3057564 8 10°C en pratique), et tout cela dans un appareil compact et facile à nettoyer. Comme illustré sur la figure 2, la présente invention peut également 5 être utilisée dans le cadre d'une fontaine raccordée à un réseau d'eau potable. Dans ce cas, la bombonne 2 est remplacée par un raccordement au réseau d'eau potable se présentant sous la forme d'un tube 38 raccordé à une vanne 36 d'arrivée d'eau du réseau. Un flotteur 37 équipant cette vanne est par ailleurs prévu pour le remplissage du réservoir d'eau 10 réfrigérée 3 et un couvercle 35 ferme ce réservoir 3. On notera encore que la carte électronique 21 forme ici les moyens de commande et les moyens de temporisation définis supra. 15 Le circuit de production d'eau gazeuse défini supra est formé par les conduits 4, 10, 11, 12, 16, la pompe 6, les électrovannes 8, 9, le carbonateur 39 (formé par la chambre 28 et le mélangeur 21), le compensateur 24 et le brise-jet 27. 20 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation illustrés sur ces figures, mais englobe toute variante de réalisation à la portée de l'homme du métier. En particulier, seul le conduit 5 pourrait être utilisé pour réfrigérer le 25 carbonateur. Plus généralement, le circuit de refroidissement peut être disposé en situation d'échange thermique avec l'ensemble du carbonateur et pas seulement le mélangeur statique 21, ainsi que le compensateur 24. En outre, la distribution d'eau gazeuse peut, au lieu d'être effectuée 30 par un appui prolongé sur le bouton 29, comme décrit ci-dessus, être réalisée par la distribution d'un volume prédéfini grâce à une programmation appropriée de la carte électronique 31. 3057564 9 Liste des références numériques : 1- Fontaine d'eau à bouteille 2- Bombonne d'eau 5 3- Réservoir d'eau réfrigérée 4- Conduit d'eau réfrigérée vers la pompe 6 5- Conduit d'eau en retour de l'électrovanne 7 vers le réservoir 3 6- Pompe électrique de surpression pour l'eau 7- Electrovanne de retour d'eau réfrigérée 10 8- Electrovanne d'entrée d'eau réfrigérée 9- Electrovanne de gaz carbonique 10- Conduit de gaz 11- Conduit d'eau 12- Conduit de gaz 15 13- Injecteur d'eau 14- Injecteur de dioxyde de carbone 15- Raccord rapide 16- Conduit 17- Raccord rapide 20 18- Té d'injection 19- Raccord rapide 20- Tube 21- Mélangeur statique 22- Raccord rapide du compensateur 25 23- Gaine isolante 24- Compensateur 25- Cône du compensateur réglable 26- Joint torique 27- Brise-jet 30 28- Chambre de production d'eau gazeuse 29- Contacteur de sélection 30- Voyant 31- Carte électronique 32- Bouteille de dioxyde de carbone 33- Détendeur de gaz avec manomètre 34- Evaporateur du réservoir d'eau 35- Couvercle de réservoir 36- Vanne arrivée eau du réseau 37- Flotteur vanne arrivée eau 38- Tube arrivée eau du réseau 39- Carbonateur 40- Tube 41- Tube 42- Fentes axiales 43- Espace cylindrique REVENDICATIONS1. Appareil de distribution d'eau de boisson, apte à produire de l'eau gazeuse et comportant : - un réservoir d'eau réfrigérée (3) amovible; - un circuit de production d'eau gazeuse, s'étendant entre une sortie du réservoir (3) et un point de distribution de l'eau gazeuse, le circuit comportant une pompe (6) et un carbonateur (39) pour gazéifier de l'eau réfrigérée en provenance du réservoir et disposé en aval de la pompe dans la direction du point de distribution ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un circuit de refroidissement (4, 5) s'étendant sur la partie du circuit de production d'eau gazeuse allant du réservoir (3) à la pompe (6), puis de la pompe (6) à un point du circuit de production situé entre la pompe et le carbonateur, et de ce point au réservoir, le circuit de refroidissement étant disposé, sur une partie de sa longueur, en situation d'échange thermique avec une partie au moins du carbonateur, de manière à le refroidir ; et - des moyens de temporisation (31) adaptés à faire circuler l'eau réfrigérée dans le circuit de refroidissement pendant une durée prédéterminée avant la production d'eau gazeuse via le circuit de production d'eau gazeuse. 2. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de production d'eau gazeuse comporte un compensateur (24) de régulation de débit disposé entre le carbonateur et le point de distribution. 3. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans la revendication 2, caractérisé en ce que le compensateur est constamment ouvert à l'air libre par l'intermédiaire du point de distribution. 3057564 11 4. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le compensateur est également refroidi par le circuit de refroidissement. 5 5. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le point de distribution est formé par un brise-jet (27) raccordé au compensateur. 6. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans la 10 revendication 5, caractérisé en ce que le brise-jet comporte deux tubes concentriques (40, 41), le tube interne étant fermé à une extrémité distale par rapport au compensateur et comportant des fentes axiales (42) de passage de l'eau gazeuse du tube interne vers l'espace cylindrique (43) s'étendant entre les deux tubes, cet espace cylindrique étant ouvert à 15 l'extrémité de distribution du point de distribution et fermée à l'extrémité opposée par le raccordement du tube interne au tube externe. 7. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le carbonateur 20 comporte une entrée (15) de gaz reliée à une source (32) de dioxyde de carbone via une électrovanne (9) et une entrée(17) d'eau réfrigérée reliée à la pompe (6) via une électrovanne (8). 8. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une 25 quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement comporte une électrovanne (7) après son point de raccordement au circuit de production d'eau gazeuse. 9. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans la 30 revendication 7, caractérisé en ce que les entrées de dioxyde de carbone et d'eau réfrigérée forment deux extrémités opposées d'une chambre de production d'eau gazeuse en forme de Y ou de té. 3057564 12 10. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans la revendication 9, caractérisé en ce que le carbonateur comporte un mélangeur statique (21) raccordé à une sortie de la chambre de production d'eau gazeuse et pourvu d'au moins une ailette ou d'au moins une chicane 5 disposée autour d'un axe central d'un tube (20). 11. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les parties du circuit de refroidissement et du carbonateur en situation d'échange 10 thermique sont enveloppés dans une gaine isolante. 12. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un évaporateur (34) entourant le réservoir amovible d'eau réfrigérée, pour la 15 production de cette eau réfrigérée. 13. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande pour actionner les électrovannes, la pompe et 20 comportant les moyens de temporisation. 14. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le carbonateur comporte des entrées d'eau réfrigérée et de gaz munies d'injecteurs 25 calibrés. 15. Appareil de distribution d'eau de boisson tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une fontaine alimentée en eau par le réseau d'eau potable ou conditionnée 30 dans une bombonne ou une bouteille interchangeable.