Brevet FR3079731A1 — publié le 20191011

B.2008 CAFETIERE FILTRE AVEC DISPOSITIF DE REPARTITION HOMOGENE DE L'EAU CHAUDE SUR LA MOUTURE DE CAFE Domaine technique La présente invention concerne les appareils de distribution de boissons du type cafetière filtre, tout particulièrement les cafetières filtres qui sont équipées d'un dispositif de répartition de l'eau chaude sur la mouture de café, afin d'assurer un 10 arrosage dynamique sur toute la mouture de café contenue dans le porte-filtre. Etat de la technique Les cafetières filtres sont bien connues de l'homme du métier. Traditionnellement, une cafetière filtre comprend un réservoir permettant de 15 contenir une quantité d'eau froide en rapport avec la quantité maximale de boisson de café que peut contenir la verseuse de cette cafetière filtre. La cafetière filtre comprend également une chaudière pour la production d'eau chaude à partir de l'eau froide contenue dans le réservoir. La cafetière filtre comprend aussi un porte-filtre destiné à recevoir un filtre contenant de la mouture de café, ledit porte- 20 filtre étant agencé au-dessus de la verseuse. Les premières conceptions de cafetières filtres sur le marché prévoyaient un jet d'eau chaude en sortie d'un conduit alimenté par la chaudière, le jet d'eau chaude permettant un arrosage par le dessus de la mouture de café en un point unique, 25 localisé généralement au centre de la mouture de café. La mouture de café humide devenant moins perméable au passage de l'eau, l'accumulation de gouttes permet ensuite d'avoir une hydratation de la mouture sèche située à proximité de la mouture humide, par propagation. L'eau chaude passe ainsi au travers de la mouture de café jusqu'à atteindre les parois du filtre placé dans le 30 porte-filtre. La boisson de café qui en ressort en excès se compose d'eau chaude plus ou moins chargée en arômes selon le temps d'infusion de la mouture de café et la température de l'eau chaude. 2 Pour réduire le temps d'hydratation du café, certaines cafetières filtres disposent de plusieurs orifices d'alimentation en eau chaude agencés au-dessus de la mouture. Cependant, étant donné que tous ces orifices sont alimentés en eau 5 chaude par un même conduit, l'alimentation en eau chaude des orifices s'effectue en cascade, les orifices les plus éloignés du conduit étant alimentés une fois que les orifices les plus proches sont saturés. Finalement, l'hydratation homogène de toute la mouture de café n'est pas instantanée. D'autres cafetières filtres prévoient un arrosage de la mouture de café par un déplacement relatif de cet arrosage vis-à-vis de la surface de la mouture de café. On citera notamment les titres EP0278197B1, CN104622295A et CN105147113A. Ces cafetières filtres sont équipées d'un dispositif de répartition de l'eau chaude sur la mouture. Selon ces différentes réalisations, le dispositif de répartition est agencé au-dessus du porte filtre et comporte une turbine entrainée en rotation autour d'un axe vertical par un jet d'eau chaude issu d'un conduit alimenté par la chaudière. Dans le brevet EP0278197B1, la turbine entraine en rotation une pièce formant une cuvette agencée sous ladite turbine et récupérant l'eau chaude issue du jet d'eau. La cuvette est munie d'un orifice de distribution de l'eau chaude reçue par cette cuvette. Selon cette mise en oeuvre, l'arrosage de la mouture de café s'effectue sur un anneau à la périphérie de la surface de cette mouture, ce qui nécessite un certain temps pour que l'hydratation homogène de toute la mouture de café soit atteinte. Dans la demande de brevet CN104622295A, la turbine entraine en rotation une pièce formant une calotte agencée sous ladite turbine et récupérant l'eau chaude issue du jet d'eau. La calotte est munie de plusieurs orifices ou de rainures de distribution de l'eau chaude reçue par cette calotte. L'écoulement de l'eau chaude au travers des orifices ou des rainures ne s'effectue pas de manière homogène. En outre, l'eau chaude qui tombe sur la face supérieure de la calotte peut avoir tendance à couler sur cette face supérieure jusqu'à son bord périphérique, sans 3 passer au travers des orifices ou des rainures. Il en résulte donc que l'hydratation homogène de toute la mouture n'est pas instantanée. Dans la demande de brevet CN105147113A, la turbine entraine en rotation un 5 conduit de distribution agencé sous cette turbine. Ce conduit de distribution s'étend radialement depuis l'axe vertical de rotation de la turbine et dispose d'une succession d'orifices de distribution pour l'écoulement de l'eau chaude durant la rotation dudit conduit. L'alimentation en eau chaude des orifices s'effectue en cascade, les orifices les plus éloignés sur le conduit de distribution étant 10 alimentés une fois que les orifices les plus proches sont saturés. Il en résulte également que l'hydratation homogène de toute la mouture ne s'effectue pas instantanément. Résumé de l'invention 15 La présente invention vise à pallier les inconvénients précités. A cette effet, l'invention concerne une cafetière filtre qui comporte un réservoir à eau, une chaudière de production d'eau chaude, un porte filtre destiné à recevoir 20 un filtre avec de la mouture de café et un dispositif de répartition de l'eau chaude sur la mouture de café. Le dispositif de répartition est agencé au-dessus du porte filtre et comporte une turbine entrainée en rotation autour d'un axe vertical par un jet d'eau chaude issu d'un conduit alimenté par la chaudière. 25 Selon l'invention, le dispositif de répartition de l'eau comporte au moins des premier et deuxième conduits de distribution de l'eau chaude issue du jet d'eau chaude. Ces conduits de distribution sont distincts et entrainés en rotation par la turbine et ils s'étendent radialement à l'axe vertical sur au moins deux longueurs différentes. En d'autres termes, le dispositif de répartition comprend deux ou plus 30 de deux conduits de distribution de l'eau chaude qui ne sont pas confondus entre eux et qui présentent au moins deux longueurs différentes, chaque conduit de distribution s'étendant radialement depuis l'axe vertical, tous les conduits de distribution étant entrainés simultanément en rotation par la turbine. 4 Ainsi, selon la cafetière filtre objet de l'invention, le jet d'eau chaude en sortie du conduit est projeté sur la turbine pour la faire tourner et entraîner en rotation autour de l'axe vertical tous les conduits de distribution. L'eau chaude projetée 5 sur la turbine passe au travers de celle-ci puis s'écoule avec un flux homogène simultanément dans tous les conduits. Les différences de longueurs des conduits de distribution et leur rotation assurent aussitôt l'arrosage de toute la surface de la mouture de café disposée dans le porte-filtre. 10 Selon une réalisation, la cafetière filtre comporte des premier et deuxième conduits de distribution qui s'étendent de manière opposée, de part et d'autre de l'axe vertical. De nombreuses variantes sont cependant envisageables dans le cadre de l'invention. A titre d'exemple, la cafetière filtre peut comporter trois ou quatre conduits de distribution distincts qui sont tous de longueurs différentes et 15 qui sont répartis de manière homogène et radialement autour de l'axe vertical. Selon une variante, la cafetière filtre peut encore comporter quatre conduits de distribution distincts qui sont répartis radialement en croix autour de l'axe vertical, deux des quatre conduits de distribution disposés en opposition ayant une même première longueur et les deux autres des quatre conduits de distribution disposés 20 en opposition ayant une même seconde longueur. Selon une autre variante avec quatre conduits de distribution distincts répartis radialement en croix autour de l'axe vertical, deux des quatre conduits de distribution disposés en opposition ont respectivement des première et seconde longueurs et les deux autres des quatre conduits de distribution disposés en opposition ont aussi respectivement des 25 première et seconde longueurs. Selon l'invention, le premier conduit de distribution d'eau chaude présente une longueur L1 et le deuxième conduit de distribution d'eau chaude présente une longueur L2. En outre, L2 est supérieure ou égale à 2 x L1. De préférence, L2 30 est égale à 2 x L1. Selon une réalisation de la cafetière filtre, les au moins premier et deuxième conduits de distribution présentent chacun une forme de gouttière, c'est-à-dire 5 qu'ils présentent chacune une forme en U. On pourrait envisager des conduits de distribution de forme tubulaire, selon une autre variante de réalisation, voire d'autres formes adaptées à un écoulement convenable dans ces conduits de distribution. 5 Selon une première réalisation de la cafetière filtre, les au moins premier et deuxième conduits sont ouverts à leurs extrémités distales. Cette première mise en oeuvre permet de disposer d'un écoulement de l'eau chaude par centrifugation en sortie des conduits de distribution, soit dans un sens radial lorsque les 10 conduits sont rectilignes soit dans un sens tangentiel lorsque les conduits présentent dans le sens de leurs longueurs une forme en serpentin. On peut aussi envisager une seconde réalisation selon laquelle les au moins premier et deuxième conduits sont fermés à leurs extrémités distales et présentent chacun un orifice orienté vers le bas à proximité de l'extrémité distale. Cette seconde 15 mise en oeuvre permet de disposer d'un écoulement de l'eau chaude dans le sens axial ou légèrement incliné par rapport à l'axe vertical, selon que ledit orifice est disposé directement dans le fond du conduit ou est disposé légèrement vers l'arrière dudit conduit, en tenant compte de son sens de rotation. 20 Selon l'invention, le dispositif de répartition d'eau comporte un réceptacle de l'eau chaude agencé de manière rotative sous la turbine. En outre, les au moins premier et deuxième conduits de distribution d'eau chaude s'étendent radialement à l'axe vertical depuis ledit réceptacle. Selon cette mise en oeuvre, l'eau chaude passe au travers de la turbine et est d'abord collectée par le 25 réceptacle pour ensuite alimenter les au moins premier et second conduits de distribution. Cela permet d'atténuer l'effet saccadé des jets d'eau chaude en sortie du conduit d'alimentation qui est alimenté en eau chaude par la chaudière. Ainsi, l'eau chaude s'écoule dans les conduits de distribution de manière continue. 30 En la présence d'un tel réceptacle, les au moins premier et deuxième conduits de distribution d'eau chaude présentent chacun une section d'entrée identique, formée par leurs raccordements audit réceptacle. Ainsi, l'écoulement s'effectue 6 avec un même débit dans les conduits de distribution. On pourrait modifier les sections d'entrée pour faire varier les débits respectifs de chaque conduit de distribution. 5 En outre, le dispositif de répartition comprend une pièce en entonnoir agencée entre la turbine et le réceptacle pour collecter l'eau chaude issue du jet d'eau chaude et l'acheminer dans ledit réceptacle. De préférence, cette pièce en entonnoir est agencée de manière fixe entre la turbine et le réceptacle qui sont rotatifs autour de l'axe vertical. On pourrait toutefois prévoir une pièce en 10 entonnoir tournant avec la turbine et le réceptacle autour de l'axe vertical. Selon l'invention, la turbine comporte une partie axiale guidée en rotation dans un palier. En outre, la cafetière filtre comporte un couvercle supérieur sous lequel est agencée la turbine, ledit couvercle supérieur recevant le palier. De préférence 15 la turbine comporte une partie axiale guidée en rotation dans un seul palier. Cette mise en oeuvre permet d'éviter le contact de l'eau chaude avec les parties mécaniques de guidage en rotation du dispositif de répartition et ainsi, d'éviter l'entartrage de ces parties mécaniques. 20 Selon une réalisation, le couvercle supérieur est mobile en rotation. En d'autres termes, le couvercle supérieur est monté de manière rabattable sur la cafetière. Cela permet de pivoter l'ensemble du dispositif de répartition avec ledit couvercle supérieur et, ainsi, d'accéder facilement aux conduits de distribution et au porte-filtre. 25 Selon une réalisation, la pièce en entonnoir est fixée au couvercle supérieur. On pourrait prévoir d'assujettir cette pièce en entonnoir à la turbine, auquel cas ladite pièce en entonnoir ne serait plus fixe sur le couvercle supérieur, mais montée rotative autour de l'axe vertical. 30 Brève description des figures La description suivante met en évidence les caractéristiques et avantages de la présente invention. Cette description s'appuie sur des figures, parmi lesquelles : 7 - La figure 1 illustre en coupe la partie supérieure d'une cafetière filtre selon un mode de réalisation de l'invention ; - La figure 2 illustre selon un autre angle de vue ladite partie supérieure de la cafetière filtre, une partie du couvercle supérieur étant effacée pour 5 mettre en évidence la turbine et le conduit d'alimentation ; - Les figures 3 et 4 illustrent deux vues différentes d'une mise en oeuvre préférentielles des conduits de distribution sur le dispositif de répartition. Description détaillée 10 Dans la suite de la description, la cafetière filtre selon l'invention est dénommée cafetière. Les figures 1 et 2 mettent en évidence la partie supérieure la d'une cafetière 1 selon l'invention. Les autres caractéristiques de la cafetière 1, à savoir le 15 récipient, la chaudière, la verseuse, le porte-filtre et le corps de la cafetière disposant d'un socle sur lequel repose la verseuse, bien connues de l'homme du métier, ne sont ni illustrées ni détaillées dans la description suivante. L'homme du métier pourra se référer aux cafetières existant déjà pour la mise en oeuvre de telles caractéristiques. 20 Sur les figures 1 et 2, la partie supérieure la de la cafetière 1 comprend un couvercle supérieur 2 qui est monté en rotation vis-à-vis du corps 3 de cette cafetière 1 au moyen d'une liaison pivot 4 d'axe horizontal X1 . Cela permet de relever ou de rabattre le couvercle supérieur 2 en le pivotant dans un sens ou 25 dans l'autre selon ledit axe horizontal Xl, comme l'illustre la double flèche F1. La cafetière 1 comprend un conduit d'alimentation 5 muni d'une extrémité de sortie 5a par laquelle sort un jet d'eau. Ce conduit d'alimentation 5 est alimenté depuis le réservoir (non illustré) lorsque la chaudière (non illustrée) chauffe l'eau, 30 l'eau chaude en ébullition montant dans le conduit d'alimentation 5 pour sortir en jet d'eau chaude par saccades. 8 La cafetière 1 comprend un dispositif de répartition 6 de l'eau chaude qui est monté sur le couvercle supérieur 2. Ce dispositif de répartition 6 est positionné au-dessus du porte-filtre (non illustré) lorsque le couvercle supérieur 2 est rabattu dans sa position d'utilisation de la cafetière 1 illustrée en figures 1 et 2. 5 Le dispositif de répartition 6 comprend une turbine 7 qui est montée en rotation selon un axe vertical X2 vis-à-vis d'un capot 8 (illustré en figure 1) dudit couvercle supérieur 2. Ce montage en rotation est mis en oeuvre par l'intermédiaire d'un palier 9. Comme illustré en figure 2, l'extrémité de sortie 5a du conduit 10 d'alimentation 5 est orientée en direction des pales 7a de la turbine 7; lorsque les jets d'eau sortent par saccades du conduit d'alimentation 5, ceux-ci sont projetés sur les pales 7a, ce qui fait tourner la turbine 7 autour de l'axe vertical X2, dans le sens de la flèche F2 illustrée en figure 2. La partie axiale 7b de la turbine 7 est montée dans le palier 9 et ce palier 9 est monté glissant dans une 15 partie cylindrique 8a du capot 8. Tel qu'illustré en regard des figures 1 et 2, le dispositif de répartition 6 comprend une pièce en entonnoir 10 qui est positionnée sous la turbine 7 et dont le bord supérieur 10a est fixé au couvercle supérieur 2. Cette pièce en entonnoir 10 20 comprend en son centre un col 10b qui est muni d'une ouverture de distribution 11. Tel qu'illustré en regard des figures 1 à 4, le dispositif de répartition 6 comprend une pièce de distribution 12 formée d'un seul élément qui comporte un arbre 13, 25 un réceptacle 14 et deux conduits de distribution 15, 16. L'arbre 13 comprend une partie supérieure 13a munie de deux méplats 17a, 17b qui coopèrent avec des méplats complémentaires (non illustrés) agencés dans un trou 18 sur la partie axiale 7b de la turbine 7. Une pièce de blocage 19 s'engage sur une extrémité 13b de l'arbre 13 et est maintenue par vissage vis-à-vis de l'arbre 13 30 tout en prenant appui sur une face supérieure 9a du palier 9. Ainsi, la pièce de distribution 12 est bloquée en translation selon l'axe vertical X2 et tourne avec la turbine 7 selon ledit axe vertical X2. Cette pièce de blocage 19 peut également servir à bloquer la rotation selon l'axe X2 entre le palier 9 et la partie axiale, à la 9 place ou en complément du montage serré entre ladite partie axiale 7b et ledit palier 9. L'arbre 13 passe au travers de l'ouverture de distribution 11 sur la pièce en entonnoir 10. Le col 10b de la pièce en entonnoir 10 plonge dans le réceptacle 14, comme le montrent les figures 1 et 2. Ainsi, les jets d'eau servant à entraîner 5 en rotation la turbine 7 passent entre les pales 7a puis tombent dans la pièce en entonnoir 10 qui collecte l'eau chaude pour l'écouler par l'ouverture de distribution 11 jusque dans le réceptacle 14. Tel qu'illustré en regard des figures 3 et 4, les deux conduits de distribution 15, 10 16 s'étendent radialement et en opposition vis-à-vis de l'axe vertical X2. Ces conduits de distribution 15, 16 présentent tous les deux une forme de gouttière, c'est-à-dire avec une section en U. Le premier conduit de distribution 15 présente une longueur L1 et le second conduit de distribution 16 présente une longueur L2. La longueur L1 est au moins deux fois supérieure à la longueur L2 (L1 2 x 15 L2), de préférence égale à deux fois la longueur L2 (L1 = 2 x L2). L'extrémité proximale 15a du premier conduit de distribution 15 est raccordée au réceptacle 14, définissant ainsi une section de raccordement Si. De même, l'extrémité proximale 16a du second conduit de distribution 16 est raccordée au réceptacle 14, définissant ainsi une section de raccordement S2. Les sections Si et S2 sont 20 de préférence identiques, ce qui assure un écoulement plus ou moins identique dans les deux conduits de distribution 15, 16 de l'eau chaude située dans le réceptacle 14. Les conduits de distribution 15, 16 s'étendent radialement à l'axe vertical X2, 25 selon des trajectoires plus ou moins rectilignes. En outre, les extrémités distales 15b, 16b des deux conduits de distribution 15, 16 sont ouvertes. Ainsi, durant la rotation de la pièce de distribution 12, l'eau chaude s'écoule des deux conduits de distribution 15, 16 selon des trajectoires radiales. On pourrait envisager des formes en serpentin pour ces conduits de distribution 15, 16 de sorte à obtenir 30 un écoulement de l'eau chaude selon des trajectoires plus ou moins tangentielles au niveau des extrémités distales 15b, 16b. On pourrait prévoir une autre variante avec des conduits de distribution 15, 16 fermés au niveau de leurs extrémités distales 15b, 16b et prévoir des orifices de distribution (non illustrés) dans les 10 fond 15c, 16c desdits conduits de distribution 15, 16, à proximité desdites extrémités distales 15b, 16b, de sorte à obtenir un écoulement axial vers le bas selon des trajectoires plus ou moins parallèles à l'axe vertical X2 durant la rotation de ladite pièce de distribution 12. Ces orifices de distribution (non 5 illustrés) pourraient aussi être positionnés sur les côtés arrière 15d, 16d dans ces conduits de distribution 15, 16, plutôt que dans les fonds 15c, 16c, du fait de la rotation de la pièce distribution 12 selon le sens défini par la flèche F2. Des variantes du dispositif de répartition 6 sur la cafetière 1 sont envisageables 10 dans le cadre de l'invention. A titre d'exemple, on pourrait prévoir un ou deux conduits de distribution supplémentaires aux conduits de distribution 15, 16 s'étendant radialement à l'axe vertical X2. Dans ce cas, les trois ou quatre conduits de distribution sont répartis de manière homogène autour du réceptacle 14, le ou les conduits supplémentaires étant de longueurs différentes et 15 comprises entre les deux longueurs Li et L2 des conduits de distribution 15, 16. On pourrait aussi prévoir deux conduits de distribution supplémentaires identiques aux conduits de distribution 15, 16, mais disposés en équerre par rapport auxdits conduits de distribution 15, REVENDICATIONS1. Cafetière filtre (1) comportant un réservoir à eau, une chaudière de production d'eau chaude, un porte filtre destiné à recevoir de la mouture de café et un dispositif de répartition (6) de l'eau chaude sur la mouture de café, ledit dispositif de répartition étant agencé au-dessus du porte filtre et comportant une turbine (7) entrainée en rotation autour d'un axe vertical (X2) par un jet d'eau chaude issu d'un conduit (5) alimenté par la chaudière, caractérisée en ce que le dispositif de répartition (6) comporte au moins des premier et deuxième conduits de distribution (15, 16) de l'eau chaude issue du jet d'eau chaude, lesdits conduits de distribution (15, 16) étant distincts et entrainés en rotation par la turbine (7) et s'étendant radialement à l'axe vertical (X2) sur au moins deux longueurs (L1, L2) différentes. 2. Cafetière filtre (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les au moins premier et deuxième conduits (15, 16) s'étendent de manière opposée, de part et d'autre de l'axe vertical (X2). 3. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le premier conduit de distribution (15) d'eau chaude présente une longueur Li et en ce que le deuxième conduit de distribution (16) d'eau chaude présente une longueur L2, L2 étant supérieure ou égale à 2x L1, de préférence L2 étant égale à 2 x L1. 4. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les au moins premier et deuxième conduits (15, 16) présentent chacun une forme de gouttière. 5. Cafetière filtre (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les au moins premier et deuxième conduits (15, 16) sont ouverts à leurs extrémités distales (15b, 16b). 6. Cafetière filtre (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque conduit (15, 16) présente dans le sens de sa longueur une forme rectiligne ou une forme en serpentin. 12 7. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les au moins premier et deuxième conduits (15, 16) sont fermés à leurs extrémités distales (15b, 16b) et présentent chacun un orifice orienté vers le bas à proximité de l'extrémité distale. 5 8. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le dispositif de répartition (6) comporte un réceptacle (14) de l'eau chaude agencé de manière rotative sous la turbine (7), les au moins premier et deuxième conduits de distribution (15, 16) s'étendant radialement à l'axe vertical (X2) depuis ledit réceptacle. 10 9. Cafetière filtre (1) selon la revendication 8 caractérisée en ce que les au moins premier et deuxième conduits de distribution (15, 16) présentent chacun une section d'entrée (Si, S2) identique, formée par leurs raccordements au réceptacle (14). 10. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, 15 caractérisée en ce que le dispositif de répartition (6) comprend une pièce en entonnoir (10) agencée entre la turbine (7) et le réceptacle (14) pour collecter l'eau chaude issue du jet d'eau chaude et l'acheminer dans ledit réceptacle. 11. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la turbine (7) comporte une partie axiale (7b) guidée 20 en rotation dans un palier (9), ladite cafetière filtre (1) comportant un couvercle supérieur (2) sous lequel est agencée la turbine et qui reçoit le palier. 12. Cafetière filtre (1) selon la revendication 11, caractérisée en ce que la turbine (7) comporte une partie axiale (7b) guidée en rotation dans un seul palier (9). 25 13. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que le couvercle supérieur (2) est mobile en rotation. 14. Cafetière filtre (1) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13 rattachée à la revendication 10, caractérisée en ce que la pièce en entonnoir (10) est fixée au couvercle supérieur (2).