EP3145374A1 - Dispositif et procédé de production et de distribution de liquide en ébullition et appareil de préparation de boisson équipé d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif et procédé de production et de distribution de liquide en ébullition et appareil de préparation de boisson équipé d'un tel dispositif

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EP3145374A1
EP3145374A1 EP15732023.5A EP15732023A EP3145374A1 EP 3145374 A1 EP3145374 A1 EP 3145374A1 EP 15732023 A EP15732023 A EP 15732023A EP 3145374 A1 EP3145374 A1 EP 3145374A1
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EP
European Patent Office
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liquid
temperature
boiling
steam
heating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15732023.5A
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German (de)
English (en)
Inventor
Laurent Guegan
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SEB SA
Original Assignee
SEB SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3145374A1 publication Critical patent/EP3145374A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/21—Water-boiling vessels, e.g. kettles
    • A47J27/21008—Water-boiling vessels, e.g. kettles electrically heated
    • A47J27/21041—Water-boiling vessels, e.g. kettles electrically heated with heating elements arranged outside the water vessel

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for producing and dispensing boiling liquid. It also relates to a beverage preparation apparatus equipped with such a device and implementing said method.
  • the present invention aims to provide a liquid boiling continuously and in a controlled manner, optimizing the safety of use of this device and, therefore, the device.
  • the device is a hot water fountain.
  • the Applicant has already developed a device for producing and dispensing liquid boiling and a beverage preparation apparatus equipped with such a device, which are described in the patent application published under the number FR 2 983 692 A1.
  • the device according to FR 2 983 692 A1 comprises a liquid storage tank, a system for heating the liquid to bring it to a boil, a liquid supply system configured to extract the liquid from the tank and convey it into the system. heating.
  • the supply system comprises a pump and a supply circuit connected, on the one hand, between the tank and the pump and, on the other hand, between the pump and the heating system. The activation of the pump makes it possible to draw liquid located more or less at ambient temperature in the tank and to convey this liquid with a certain flow rate, even into the heating system where it is brought to a boil.
  • the device according to FR 2 983 692 A1 comprises a distribution system configured at the outlet of the heating system for separating the boiling liquid and the vapor resulting from this boiling.
  • the dispensing system is also configured to dispense the boiling liquid through a dispensing conduit provided with an orifice through which said liquid boils.
  • This distribution system is also configured to evacuate steam by a exhaust pipe into the tank where said vapor is converted into liquid by condensation.
  • the dispensing system of the device is configured to purge all of the boiling liquid disposed at the outlet of the heating system during the shutdown of the supply system, which avoids the stagnation of the liquid in the distribution system and the mixture of liquid boiling and liquid cooled to room temperature, during the subsequent use of said device.
  • boiling liquid production and distribution device described in the patent application FR 2 983 692 A1
  • the latter can have the drawback of hardly achieving the boiling of the liquid or, on the contrary , to release a lot of steam that can burn the user.
  • boiling liquid production and distribution devices known from the prior art are subject to differences in operation, in particular related to the manufacturing tolerances of their components.
  • the power of the heating element of the heating system and that of the distribution system pump, for the same type of device may have operating dispersions of the order of 15% to 20%.
  • the same device may operate differently depending on the variations in the network voltage at the electricity supplier and the user, and depending on the temperature variations of the water in the tank, depending on the ambient temperature. These parameters affect the heating of the liquid which can hardly reach its boiling or, on the contrary, produce too much steam.
  • the invention overcomes these disadvantages of the prior art.
  • the invention relates to a boiling liquid production and distribution device which comprises a liquid storage tank, a liquid supply system, a liquid heating system and a liquid distribution system. boiling.
  • the liquid storage tank makes it possible to contain a greater or lesser amount of liquid to a more or less ambient temperature, for example 0.5 to 2 liters, to use the device several times before having to refill the tank.
  • the tank can be replaced by any other liquid supply system.
  • the liquid supply system could use the pressure of the network and comprise, in particular a solenoid valve controlled from a measurement of the flow of water.
  • the liquid heating system is configured to hold a quantity of liquid and to heat the liquid to bring it to a boil.
  • the liquid supply system is configured to extract the liquid from the reservoir and to deliver this liquid into the heating system.
  • the dispensing system is configured at the outlet of the heating system to separate the boiling liquid and the steam from the boiling, to dispense the boiling liquid and to evacuate the steam.
  • the device comprises a first system for measuring the temperature for measuring the temperature of the liquid in the heating system.
  • a parameter representative of the temperature of the liquid is measured. This makes it possible to determine whether the liquid in the heating system reaches its boiling point.
  • the device comprises a system for measuring the quantity of vapor evacuated, which makes it possible to detect and set a threshold for the quantity of vapor produced. By measuring the amount of vapor evacuated, it is understood that a parameter representative of the amount of vapor evacuated is measured.
  • the device comprises a power system management system configured to regulate the liquid flow supplying the heating system as a function of the temperature measured by the first measuring system and the measured amount of vapor evacuated.
  • the regulation of the flow makes it possible to avoid that it is too fast, which would have the consequence of not reaching the boiling of the liquid or, on the contrary, that it is too slow, which would have the consequence to produce too much steam.
  • the measurement of the temperature of the liquid heated by the first measuring system ensures that the liquid boils, which enables the management system to act on the supply system so as to reduce the feed rate. liquid until a temperature setpoint corresponding to the boiling temperature of said liquid is reached.
  • the management system acts on the supply system to increase the liquid feed rate.
  • the regulation makes it possible to dispense a liquid at the boiling temperature, or even very close to the boiling temperature, while limiting the quantity of vapor produced.
  • the system for measuring the amount of vapor discharged consists of a second temperature measuring system for measuring the temperature in a vapor discharge zone.
  • This second system for measuring temperature makes it possible to quantify the steam produced by the heating system as a function of the temperature of the mixture of vapor and ambient air present in the evacuation zone.
  • the temperature read by the second temperature measuring system is that of the air and vapor mixture and it is below a temperature threshold.
  • the temperature read by the second temperature measurement system is that of the steam only and is greater than said temperature threshold.
  • the management system is configured to act on the power system to regulate the flow of liquid supplying the heating system according to the temperatures respectively measured by the first and second temperature measuring systems.
  • the implementation of other technical systems for quantifying the vapor produced by the device can be envisaged without departing from the scope of the invention.
  • the second temperature measuring system is arranged near the outlet in the open air in the evacuation zone so that said second system measures the temperature of the an air / vapor mixture when boiling liquid production is stabilized with low steam output.
  • the management system is configured to regulate the liquid flow rate so that the temperature measured in the heating system is greater than 98 ° C. and the temperature measured in the zone exhaust temperature is between 75 ° C and 95 ° C.
  • Other temperature thresholds could be set, particularly with regard to the temperature measured in the discharge zone, depending on the amount of steam that it is desired to produce or tolerate, which may depend on the configuration of the device.
  • the second temperature measuring system comprises a temperature sensor formed by a negative temperature coefficient thermistor, called CTN.
  • CTN negative temperature coefficient thermistor
  • the supply system comprises a pump, an upstream supply circuit connected between the tank and the pump, and a downstream supply circuit connected between the pump and the system. heating.
  • Other implementations of liquid supply system can be envisaged without departing from the scope of the invention, depending on the configuration of the device.
  • the heating system comprises a tubular heating chamber provided with liquid heating means in said chamber.
  • Other implementations of heating system are possible without departing from the scope of the invention, depending on the configuration of the device.
  • the dispensing system comprises a boiling liquid distribution circuit provided with an outlet.
  • a steam evacuation zone is located around said outlet. This has the advantage of heating the air and vapor mixture at the outlet and thus delaying the loss of temperature of the liquid dispensed leaving the device boiling, or at a temperature very close to the boiling.
  • the dispensing system is configured so that the boiling liquid is distributed in full. This has the advantage of avoiding the stagnation of liquid at the outlet of the heating chamber can cause proliferation of bacteria. This also ensures the distribution of only a boiling liquid, without the risk of being mixed with a liquid cooled in stagnation in the distribution system.
  • the management system is configured to activate the supply system, at the beginning of a new operating cycle, so as to supply liquid to the heating system with a constant flow rate. less than a reference flow rate, for a defined duration, preferably of the order of 15 seconds. This reference flow is recorded by the management system at the end of a previous operating cycle. Once this defined period has elapsed, the management system activates the supply system so as to regulate the flow of liquid supplying the heating system. This allows the device to thermally stabilize before initiating flow control.
  • the invention also relates to a method for producing and dispensing a boiling liquid. The method comprises a first step of heating a liquid that is fed from a reservoir.
  • This heating step is performed by means of a heating system that boils the liquid.
  • the supply of the liquid from its place of storage in the tank to the heating system, is carried out by means of a liquid supply system, consisting in particular of a pump and a connecting supply circuit. the pump, upstream, to the tank and, downstream, to the heating system.
  • the method comprises a second step of dispensing the boiling liquid and evacuating the vapor emanating from said boiling liquid after separating said boiling liquid from the steam. This step is implemented by means of a distribution system configured for these effects.
  • the method comprises a step of measuring the temperature of the liquid during its heating, carried out by means of a first temperature measurement system arranged in the heating system, or even just out of the system. heating.
  • the method also comprises a step of measuring the amount of vapor evacuated, carried out by means of a system for measuring the amount of vapor evacuated. Preferably, these two measurement steps are performed concomitantly.
  • the method then comprises a step of regulating the feed rate of the liquid to be heated according to said temperature measurements and the amount of vapor removed.
  • This regulation of the liquid feed rate is implemented by means of a management system which retrieves and analyzes the measurements of temperature and quantity of vapor evacuated, then acts on the liquid supply system in order to regulate the flow rate and to obtain a distribution of liquid boiling, or even very close to boiling, by controlling the amount of vapor evacuated, preferably low to avoid the risk of burns.
  • the temperature of the vapor present in an evacuation zone is measured, said temperature being representative of the quantity of vapor evacuated, and the flow rate of supply of the liquid is regulated. function of said measure of temperature representative of the amount of vapor discharged, in addition to the temperature measurement of the heated liquid.
  • the system for measuring the quantity of steam is implemented by means of a temperature measurement system arranged in an evacuation zone, the management system analyzing the temperature measurement of the air and vapor mixture in this zone. evacuation so as to quantify the vapor produced by the liquid boiling in the heating system and then evacuated.
  • the flow rate is regulated so that the liquid is heated to a temperature of the order of 100 ° C., in particular greater than or equal to 98 ° C., and for the temperature measured in the evacuation zone, and more precisely the air / vapor mixture as will be explained later, remains between 75 ° C and 95 ° C.
  • the flow rate of a pump connected between the tank and a liquid heating system is regulated.
  • the value of a reference flow rate corresponding to the flow rate of the liquid at the end of an operating cycle is recorded.
  • the flow rate of the liquid is adjusted to a constant value lower than the reference flow rate, during a determined period of time.
  • the flow rate is regulated as a function of the temperature of the heated liquid and the amount of vapor evacuated, until the end of the cycle.
  • the present invention also relates to a beverage preparation apparatus equipped with such a device and implementing said method.
  • this apparatus is a hot water fountain.
  • FIG. 1 illustrates a side view of a hot water fountain
  • FIG. 2 illustrates a three-dimensional view of the fountain and shows in particular a heated liquid distribution outlet and a steam evacuation zone arranged on this fountain;
  • FIG. 3 illustrates a side sectional view of the fountain.
  • the liquid in question is water whose boiling temperature is of the order of 100 ° C under normal atmospheric pressure conditions.
  • the liquid used will generally be water for cleaning purposes of the interior of the beverage preparation apparatus. Indeed, it would be very problematic to use with liquids such as milk that attaches.
  • other liquids could be envisaged without departing from the scope of the invention, in particular liquids consisting of a mixture with a high concentration of water and provided that the apparatus is configured to be easily cleaned.
  • Figures 1 to 3 illustrate a hot water fountain 1 which comprises a device 2 for producing and dispensing water boiling, or even at a temperature very close to boiling.
  • the device according to the invention comprises a large number of characteristics similar to those of the device described according to various variants in the patent application FR 2 983 692 A1 filed by the applicant. Those skilled in the art can therefore draw the teaching of this patent application FR 2 983 692 A1 in order to implement the device 2 according to the invention.
  • the device 2 comprises a water storage tank 3, which for example has a capacity of water capacity of between 0.5 liters and 2 liters.
  • the tank 3 can be replaced by a direct connection to a tap connected to the water distribution network, by means of a flexible hose for example.
  • the device would be configured to handle the pressure of the water distribution network.
  • the device 2 comprises a heating system 4 of water which comprises a heating chamber 5 of tubular shape which has an outer tube 6 and an inner tube 7.
  • This heating chamber 5 incorporates heating means heaters (not shown in detail in the figures) which make it possible to bring to boiling water disposed inside this heating chamber 5.
  • the device 2 comprises a water supply system 8 of said heating system 4 from the tank 3.
  • the supply system 8 comprises a pump 9.
  • An upstream supply circuit 10 opens at its first end 10a into the bottom 1 1 of the tank 3 and is connected at its second end 10b to the inlet 9a of the pump 9.
  • a downstream supply circuit 12 is connected at its first end 12a to the outlet 9b of the pump 9 and opens at its second end 12b in the heating chamber 5.
  • the device 2 comprises a dispensing system 13 which comprises a cavity 14 delimited by the internal wall 7a of the inner tube 7.
  • the upper edge 15 of the inner tube 7 is open, which allows the cavity to communicate with the heating chamber 5 , as illustrated in FIG. 3.
  • the activation of the pump 9 makes it possible to inject water into the heating chamber 5.
  • the water heats up to reach its point boiling.
  • This boiling causes the water to rise upwards in the heating chamber 5 until it reaches the upper edge 15 of the inner tube 7, where the boiling water falls by gravity into the cavity 14.
  • the bottom 16 of the cavity 14 is open and forms a chute with a downward inclination, which allows to fully discharge, with a buffer effect, the boiling water contained in the cavity 14.
  • the dispensing system 13 comprises a chamber 17 in which opens the bottom open 16 of the cavity 14.
  • This chamber 17 is configured to separate the boiling water and steam.
  • the chamber 17 comprises a flow wall 18 in the form of an inclined channel and arranged in cascade with the bottom 16.
  • This flow wall 18 opens at its lower part 18a on a cannula 19 which is provided at its end 19a with a dispensing orifice 20 for boiling water.
  • the inclined shape of the flow wall 18 ensures the extraction of all boiling water.
  • This chamber 17 defines an enclosure 21 open at its lower part 21a so as to open on the outside of the device 2.
  • the cannula 19 is arranged in this lower part 21a of the enclosure 21, as illustrated in FIGS. and 3.
  • a partition wall 22, of curved shape At the end of the lower portion 18a of this flow wall 18, around the cannula 19, is arranged vertically a partition wall 22, of curved shape, which constitutes a barrier to the flow of the boiling water at the end of the flow wall 18, which forces the boiling water to flow through said cannula 19.
  • the positioning of the partition wall 22 at the limit of the cannula 19 prevents stagnation of water in this location.
  • This partition wall 22 extends partly vertically inside the enclosure 21 so as to leave a passage 23 allowing, on the one hand, the separation of steam and liquid boiling and on the other hand , the propagation of this vapor in the enclosure 21.
  • the enclosure 21 constitutes a steam evacuation zone.
  • the steam is discharged outside the device 2 by the lower portion 21 open of the chamber 21, while boiling water leaves the dispensing orifice 20 through the lower portion 21 has opened.
  • the evacuation of the steam makes it possible to heat the external environment situated around the dispensing orifice 20, which reduces and delays the loss of heat of the boiling water during its distribution.
  • the heating chamber 5 is equipped with a first temperature sensor for measuring the temperature T1 of the liquid during its heating.
  • This first temperature sensor is preferably constituted by a negative temperature coefficient thermistor (not shown in the figures), called CTN, which is for example arranged on the outer wall 6a, in the upper part of the outer tube 6, to read the temperature in the boiling zone.
  • CTN negative temperature coefficient thermistor
  • a second temperature sensor 24 is arranged in the lower part 21a of the enclosure 21, next to the cannula 19.
  • This second temperature sensor 24 is preferably a thermistor with a negative temperature coefficient, called CTN, and makes it possible to measure the temperature T2 of the air and vapor mixture in the enclosure 21 since this latter is open at its lower part 21a.
  • CTN negative temperature coefficient
  • the positioning of the second temperature sensor 24 next to the cannula 19, close to the outlet in the open air allows the measurement of the temperature of an air / vapor mixture when the production of liquid boiling is stabilized with low steam production. If this second sensor 24 was positioned too inside the apparatus 1, it would measure only steam, and therefore a temperature T2 around 100 ° C regardless of the steam flow.
  • the device 2 also comprises an electronic card-type management system (not shown in the figures) which receives the measurements of the temperatures T1 and T2 respectively from the first temperature sensor (not shown) disposed in the heating chamber 5 and the second temperature sensor 24 disposed in the lower part 21a of the enclosure 21.
  • This electronic card is connected to the pump 9 and acts on it so as to modify the flow rate of this pump 9 according to the measured temperatures T1 and T2.
  • the water boils at the temperature T0 which, under normal conditions of use of the device (at normal atmospheric pressure), is of the order of 100 ° C.
  • the management system compares T1 temperature measured in the heating chamber 5 at the boiling temperature T0.
  • the management system acts on the pump 9 to reduce the flow of water so as to slow down the supply of water - cold water - of the heating chamber 5 and allow the water present in this heating chamber - while heating - to boil up.
  • the management system compares the temperature T2, measured in the lower part 21a of the chamber 21, to a reference temperature T3 so as to quantify the vapor present in the lower part 21a of the enclosure 21.
  • the temperature T2 recorded by the second temperature sensor 24 corresponds to an average of the ambient air temperature, located near this lower portion 21a, and the temperature of the steam. , properly so called, which is evacuated.
  • the management system considers that the flow of the pump is suitable and it maintains this flow. On the contrary, when the steam flow rate is too high, the temperature T2 recorded by the second temperature sensor 24 is similar to that of the steam itself. As soon as the temperature measurement T2 exceeds the reference temperature T3, the management system acts on the pump 9 to increase its water supply flow so as to slightly cool the water in the heating chamber 5 and, thus, to reduce the production of steam.
  • the management system continues to compare the temperature T1 of the heated water in the heating chamber 5 so as to regulate the flow rate of the pump 9 and keep the water boiling or even close to boiling, without falling into below a threshold temperature preferably set at 98 ° C.
  • a threshold temperature preferably set at 98 ° C.
  • the reference temperature T3 is set at 95 ° C.
  • the management system makes it possible to manage the heating system 4 and the supply system 8 so that the temperature seen by the temperature sensor on said heating system 4 remains greater than 98 ° C. and that the temperature of the air mixture
  • the vapor / temperature seen by the temperature sensor 24 remains between 75 ° C and 95 ° C, which ensures the distribution of boiling water, or very close to boiling, without overproduction of steam output.
  • the management system is programmed so that, during the first start of the device 1, the device 2 performs a self-calibration of the flow rate of the pump 9 which automatically adjusts according to the temperature measurement T2 in the lower part 21a of the chamber 21, proportional to the amount of steam produced. This bit rate is recorded by the management system as the reference bit rate DO.
  • the management system regulates the flow rate of the pump 9 at a constant flow rate D1 slightly lower than the reference flow rate DO, during a defined time d1, preferably of the order of 15 seconds, so as to allow the device 2 to stabilize thermally.
  • the management system starts regulating the flow rate of the pump 9 to maintain a temperature T1 of the heated water substantially equal to the boiling temperature T0, of the order of 100 ° C., and a temperature T2 of the air and vapor mixture in the lower part 21a of the chamber 21 lower than the reference temperature T3, of the order of 95 ° C.
  • the management system is configured to record the last flow control value D0 (n) which becomes the new reference.
  • the management system adjusts the flow rate of the pump 9 at a constant flow rate D1 (n + 1) slightly lower than the reference flow rate D0 (n) for the duration d1, before starting the flow control of the pump 9. right now.
  • the electronic card of the management system will be programmed to respond to these functions.
  • Quantification of the vapor in the chamber 21 may in particular be performed differently.
  • a pressure sensor (not shown) in the enclosure 21 instead of the second temperature sensor 24, the management system being configured to quantify the vapor as a function of the pressure measured in the enclosure 21.
  • the mode of implementation described above for manufacturing cost issues will be preferred.
  • the pump 9 could be replaced by an electrically controlled valve arranged on a supply circuit which would be connected upstream directly on the power grid and downstream on the heating chamber 5.
  • the heating system would activate the valve so as to regulate the flow of water supplying the heating chamber 5.
  • a solenoid valve would for example be preferable to a pump 9 in the case where the reservoir 3 would be replaced by a direct connection to a valve connected to the water distribution network, as described above, in order to manage the pressure of the water.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (2) de production et de distribution de liquide en ébullition comprenant un réservoir (3), un système de chauffe (4), un système d'alimentation (8) en liquide du réservoir jusqu'au système de chauffe, un système de distribution (13) configuré pour séparer le liquide en ébullition et la vapeur provenant de cette ébullition, pour distribuer le liquide en ébullition et pour évacuer la vapeur, un premier système de mesure de température du liquide dans le système de chauffe, un système de mesure (24) de la quantité de vapeur évacuée, et un système de gestion du système d'alimentation configuré pour réguler le débit de liquide alimentant le système de chauffe en fonction desdites mesures de température et de quantité de vapeur évacuée. L'invention porte également sur le procédé de production et de distribution de liquide en ébullition et sur un appareil (1) de préparation de boisson équipé d'un tel dispositif.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE PRODUCTION ET DE DISTRIBUTION DE LIQUIDE EN EBULLITION ET APPAREIL DE PREPARATION DE BOISSON EQUIPE D'UN
TEL DISPOSITIF
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de production et de distribution de liquide en ébullition. Elle concerne également un appareil de préparation de boisson équipé d'un tel dispositif et mettant en œuvre ledit procédé. La présente invention vise à fournir un liquide en ébullition en continu et de manière contrôlée, en optimisant la sécurité d'utilisation de ce dispositif et, donc, de l'appareil. Dans une application, l'appareil est une fontaine à eau chaude.
La demanderesse a déjà développé un dispositif de production et de distribution de liquide en ébullition et un appareil de préparation de boisson équipé d'un tel dispositif, lesquels sont décrits dans la demande de brevet publiée sous le numéro FR 2 983 692 A1 .
Le dispositif selon FR 2 983 692 A1 comprend un réservoir de stockage du liquide, un système de chauffe du liquide pour le porter à ébullition, un système d'alimentation en liquide configuré pour extraire le liquide du réservoir et l'acheminer jusque dans le système de chauffe. Le système d'alimentation comprend une pompe et un circuit d'alimentation connecté, d'une part, entre le réservoir et la pompe et, d'autre part, entre la pompe et le système de chauffe. L'activation de la pompe permet de puiser du liquide se trouvant plus ou moins à température ambiante dans le réservoir et d'acheminer ce liquide avec un certain débit, jusque dans le système de chauffe où il est porté à ébullition.
En outre, le dispositif selon FR 2 983 692 A1 comprend un système de distribution configuré en sortie du système de chauffe pour séparer le liquide en ébullition et la vapeur provenant de cette ébullition. Le système de distribution est également configuré pour distribuer le liquide en ébullition au travers d'un conduit de distribution muni d'un orifice par lequel sort ledit liquide en ébullition. Ce système de distribution est aussi configuré pour évacuer la vapeur par un conduit d'échappement jusque dans le réservoir où ladite vapeur se retransforme en liquide, par condensation. Par ailleurs, le système de distribution du dispositif est configuré pour purger l'intégralité du liquide en ébullition disposé en sortie du système de chauffe lors de l'arrêt du système d'alimentation, ce qui évite la stagnation du liquide dans le système de distribution et le mélange de liquide en ébullition et de liquide refroidi à température ambiante, lors de l'utilisation suivante dudit dispositif.
Malgré les avantages précités que procure le dispositif de production et de distribution de liquide en ébullition décrit dans la demande de brevet FR 2 983 692 A1 , celui-ci peut présenter l'inconvénient d'atteindre difficilement l'ébullition du liquide ou, au contraire, de dégager beaucoup de vapeur pouvant brûler l'utilisateur. Il en est de même, de manière générale, pour tous les dispositifs de production et de distribution de liquide en ébullition connus de l'art antérieur. En effet, les dispositifs de production et de distribution de liquide en ébullition connus de l'art antérieur sont soumis à des différences de fonctionnement notamment liées aux tolérances de fabrication de leurs composants. Par exemple, la puissance de l'élément chauffant du système de chauffe et celle de la pompe du système de distribution, pour un même type de dispositif, peuvent présenter des dispersions de fonctionnement de l'ordre de 15% à 20%. En outre, un même dispositif peut fonctionner différemment selon les variations de tension électrique du réseau chez le fournisseur d'électricité et chez l'utilisateur, et selon les variations de température de l'eau dans le réservoir, dépendant de la température ambiante. Ces paramètres influent sur la chauffe du liquide qui peut atteindre difficilement son ébullition ou, au contraire, produire trop de vapeur.
La présente invention permet de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de production et de distribution de liquide en ébullition qui comprend un réservoir de stockage du liquide, un système d'alimentation en liquide, un système de chauffe du liquide et un système de distribution du liquide en ébullition. Le réservoir de stockage du liquide permet de contenir une quantité plus ou moins importante de liquide à une température plus ou moins ambiante, par exemple 0,5 à 2 litres, afin d'utiliser plusieurs fois ledit dispositif avant de devoir effectuer à nouveau le remplissage du réservoir. Bien entendu, le réservoir peut être remplacé par tout autre système d'approvisionnement en liquide. Par exemple, lorsque ce liquide est de l'eau, le dispositif peut être raccordé directement sur le réseau de distribution d'eau. Ainsi, dans une variante de réalisation, le système d'alimentation en liquide pourrait utiliser la pression du réseau et comporter, notamment une électrovanne pilotée à partir d'une mesure du débit de l'eau. Le système de chauffe du liquide est configuré pour contenir une quantité de liquide et pour chauffer ce liquide afin de le porter à ébullition. Le système d'alimentation en liquide est configuré pour extraire le liquide du réservoir et pour acheminer ce liquide dans le système de chauffe. Le système de distribution est configuré en sortie du système de chauffe pour séparer le liquide en ébullition et la vapeur provenant de cette ébullition, pour distribuer le liquide en ébullition et pour évacuer la vapeur. De telles caractéristiques sont connues de l'homme du métier, notamment de la demande de brevet FR 2 983 692 A1 déposée par la demanderesse.
De manière remarquable, selon l'invention, le dispositif comprend un premier système de mesure de la température pour mesurer la température du liquide dans le système de chauffe. Par mesure de la température du liquide, on comprend que l'on mesure un paramètre représentatif de la température du liquide. Ceci permet de déterminer si le liquide dans le système de chauffe atteint sa température d'ébullition. De même, le dispositif comprend un système de mesure de la quantité de vapeur évacuée, ce qui permet de détecter et de fixer un seuil de quantité de vapeur produite. Par mesure de de la quantité de vapeur évacuée, on comprend que l'on mesure un paramètre représentatif de de la quantité de vapeur évacuée. En outre, le dispositif comprend un système de gestion du système d'alimentation configuré pour réguler le débit de liquide alimentant le système de chauffe en fonction de la température mesurée par le premier système de mesure et de la quantité mesurée de vapeur évacuée.
Il est indispensable de réguler le débit de liquide envoyé dans le système de chauffe afin de pallier les tolérances des différents paramètres de fonctionnement du dispositif, notamment les dispersions de puissance du système de chauffe et de débit de la pompe, ainsi que les variations de tension électrique du réseau chez le consommateur et les variations de température du liquide dans le réservoir. La régulation du débit permet d'éviter qu'il ne soit trop rapide, ce qui aurait pour conséquence de ne pas atteindre l'ébullition du liquide ou, au contraire, qu'il ne soit trop lent, ce qui aurait pour conséquence de produire trop de vapeur. La mesure de la température du liquide chauffé par le premier système de mesure permet de garantir l'ébullition de ce liquide, ce qui permet au système de gestion d'agir sur le système d'alimentation en sorte de réduire le débit d'alimentation en liquide jusqu'à atteindre une consigne de température correspondant à la température d'ébullition dudit liquide. Lorsque le débit de liquide est trop faible, le liquide présent dans le système de chauffe monte plus facilement en ébullition, ce qui produit plus de vapeur sans pour autant que la température du liquide augmente étant donné que la température d'ébullition est atteinte. D'où l'importance de pouvoir quantifier la vapeur produite par le liquide en ébullition en sortie du système de chauffe. Lorsqu'un seuil de quantité de vapeur évacuée est atteint, le système de gestion agit sur le système d'alimentation pour augmenter le débit d'alimentation du liquide. La régulation permet de distribuer un liquide à la température d'ébullition, voire très proche de la température d'ébullition, tout en limitant la quantité de vapeur produite.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif selon l'invention, le système de mesure de la quantité de vapeur évacuée est constitué d'un second système de mesure de température pour mesurer la température dans une zone d'évacuation de la vapeur. Ce second système de mesure de température permet de quantifier la vapeur produite par le système de chauffe en fonction de la température du mélange de vapeur et d'air ambiant présent dans la zone d'évacuation. Lorsque la quantité de vapeur est faible, la température lue par le second système de mesure de température est celle du mélange air et vapeur et elle est inférieure à un seuil de température. Au contraire, lorsque la quantité de vapeur est trop importante, la température lue par le second système de mesure de température est celle de la vapeur uniquement et elle est supérieure audit seuil de température. En outre, le système de gestion est configuré pour agir sur le système d'alimentation en sorte de réguler le débit de liquide alimentant le système de chauffe en fonction des températures mesurées respectivement par les premier et second systèmes de mesure de température. La mise en œuvre d'autres systèmes techniques permettant de quantifier la vapeur produite par le dispositif reste envisageable sans sortir du cadre de l'invention.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif selon l'invention, le second système de mesure de température est agencé à proximité de la sortie à l'air libre dans la zone d'évacuation de manière à ce que ledit second système mesure la température d'un mélange air/vapeur lorsque la production de liquide en ébullition est stabilisée avec une production de vapeur faible.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif selon l'invention, le système de gestion est configuré pour réguler le débit du liquide en sorte que la température mesurée dans le système de chauffe soit supérieure à 98°C et que la température mesurée dans la zone d'évacuation soit comprise entre 75°C et 95°C. On pourrait fixer d'autres seuils de température, notamment en ce qui concerne la température mesurée dans la zone d'évacuation, selon la quantité de vapeur que l'on souhaite produire ou tolérer, ce qui peut dépendre de la configuration du dispositif.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif selon l'invention, le second système de mesure de température comporte un capteur de température formé par une thermistance à coefficient de température négative, dite CTN. D'autres systèmes de mesure de température configurés pour être installés sur le dispositif pourraient être mis en œuvre sans sortir du cadre de l'invention. Avantageusement, le premier système de mesure de température comporte un capteur de température également formé par une thermistance à coefficient de température négative, dite CTN.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif selon l'invention, le système d'alimentation comprend une pompe, un circuit d'alimentation amont raccordé entre le réservoir et la pompe, et un circuit d'alimentation aval raccordé entre la pompe et le système de chauffe. D'autres mises en œuvre de système d'alimentation en liquide sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention, selon la configuration du dispositif.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif selon l'invention, le système de chauffe comprend une chambre de chauffe tubulaire munie de moyens de chauffe du liquide se trouvant dans ladite chambre. D'autres mises en œuvre de système de chauffe sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention, selon la configuration du dispositif.
Selon un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, le système de distribution comprend un circuit de distribution du liquide en ébullition muni d'une sortie. En outre, une zone d'évacuation de la vapeur est située autour de ladite sortie. Cela présente pour avantage de réchauffer le mélange air et vapeur au niveau de la sortie et ainsi de retarder la déperdition de température du liquide distribué qui sort du dispositif en ébullition, voire à une température très proche de l'ébullition. Selon un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, le système de distribution est configuré pour que le liquide en ébullition soit distribué en intégralité. Cela présente pour avantage d'éviter la stagnation de liquide en sortie de la chambre de chauffe pouvant causer une prolifération de bactéries. Cela permet également de garantir la distribution uniquement d'un liquide en ébullition, sans risque d'être mélangé avec un liquide refroidi en stagnation dans le système de distribution.
Dans une réalisation préférentielle du dispositif selon l'invention, le système de gestion est configuré pour activer le système d'alimentation, en début d'un nouveau cycle de fonctionnement, en sorte d'alimenter en liquide le système de chauffe avec un débit constant inférieur à un débit de référence, pendant une durée définie, de préférence de l'ordre de 15 secondes. Ce débit de référence est enregistré par le système de gestion en fin d'un précédent cycle de fonctionnement. Une fois cette durée définie écoulée, le système de gestion active le système d'alimentation en sorte de réguler le débit de liquide alimentant le système de chauffe. Cela permet au dispositif de se stabiliser thermiquement avant de lancer la régulation du débit. L'invention concerne également un procédé de production et de distribution d'un liquide en ébullition. Le procédé comprend une première étape de chauffe d'un liquide qui est alimenté depuis un réservoir. Cette étape de chauffe est réalisée au moyen d'un système de chauffe qui permet de porter à ébullition le liquide. L'alimentation du liquide, depuis son lieu de stockage dans le réservoir jusqu'au système de chauffe, est réalisée au moyen d'un système d'alimentation en liquide, constitué notamment d'une pompe et d'un circuit d'alimentation raccordant la pompe, en amont, au réservoir et, en aval, au système de chauffe. Le procédé comprend une seconde étape de distribution du liquide en ébullition et d'évacuation de la vapeur émanant dudit liquide en ébullition, après avoir séparé ledit liquide en ébullition de la vapeur. Cette étape est mise en œuvre au moyen d'un système de distribution configuré à ces effets.
De manière remarquable, selon l'invention, le procédé comprend une étape de mesure de la température du liquide durant sa chauffe, réalisée au moyen d'un premier système de mesure de température agencé dans le système de chauffe, voire juste en sortie du système de chauffe. Le procédé comprend également une étape de mesure de la quantité de vapeur évacuée, réalisée au moyen d'un système de mesure de la quantité de vapeur évacuée. De préférence, ces deux étapes de mesure sont réalisées concomitamment. Le procédé comprend ensuite une étape de régulation du débit d'alimentation du liquide devant être chauffé en fonction desdites mesures de température et de quantité de vapeur évacuée. Cette régulation du débit d'alimentation du liquide est mise en œuvre au moyen d'un système de gestion qui récupère et analyse les mesures de température et de quantité de vapeur évacuée, puis agit sur le système d'alimentation en liquide en sorte de réguler le débit et d'obtenir une distribution de liquide en ébullition, voire très proche de l'ébullition, en contrôlant la quantité de vapeur évacuée, de préférence faible pour éviter les risques de brûlure. Dans un mode préférentiel de réalisation du procédé selon l'invention, on mesure la température de la vapeur présente dans une zone d'évacuation, ladite température étant représentative de la quantité de vapeur évacuée, et on régule le débit d'alimentation du liquide en fonction de ladite mesure de température représentative de la quantité de vapeur évacuée, en complément de la mesure de température du liquide chauffé. Ainsi, le système de mesure de la quantité de vapeur est mis en œuvre au moyen d'un système de mesure de température agencé dans une zone d'évacuation, le système de gestion analysant la mesure de température du mélange air et vapeur dans cette zone d'évacuation en sorte de quantifier la vapeur produite par le liquide en ébullition dans le système de chauffe, puis évacuée.
Dans une réalisation préférentielle du procédé selon l'invention, le débit est régulé pour que le liquide soit chauffé à une température de l'ordre de 100°C, notamment supérieure ou égale à 98°C, et pour que la température mesurée dans la zone d'évacuation, et plus précisément du mélange air/vapeur comme il le sera expliqué ensuite, reste comprise entre 75°C et 95°C. On pourrait notamment modifier la régulation du débit en fonction de la température souhaitée de la vapeur dans la zone d'évacuation, qui est proportionnelle à la quantité de vapeur produite et évacuée.
De manière préférentielle, selon le procédé objet de l'invention, on régule le débit d'une pompe connectée entre le réservoir et un système de chauffe du liquide.
Selon le procédé objet de l'invention, on enregistre la valeur d'un débit de référence correspondant au débit du liquide en fin d'un cycle de fonctionnement. En début d'un nouveau cycle de fonctionnement, on règle le débit du liquide à une valeur constante inférieure au débit de référence, pendant une durée déterminée. Une fois la durée déterminée écoulée, on régule le débit en fonction de la température du liquide chauffé et de la quantité de vapeur évacuée, jusqu'en fin de cycle.
La présente invention concerne également un appareil de préparation de boisson équipé d'un tel dispositif et mettant en œuvre ledit procédé. Dans un mode de réalisation, cet appareil est une fontaine à eau chaude.
La description suivante d'un mode de réalisation d'un appareil de préparation de boisson met en évidence les caractéristiques et avantages de la présente invention. Cette description s'appuie sur des figures, parmi lesquelles : - la figure 1 illustre une vue de côté d'une fontaine à eau chaude,
- la figure 2 illustre une vue tridimensionnelle de la fontaine et montre en particulier une sortie de distribution de liquide chauffé et une zone d'évacuation de la vapeur agencées sur cette fontaine ;
- la figure 3 illustre une vue en coupe de côté de la fontaine.
Dans la suite de la description, le liquide en question est de l'eau dont la température d'ébullition est de l'ordre de 100°C dans des conditions de pression atmosphériques normales. Dans la pratique, le liquide utilisé sera généralement de l'eau pour des questions de nettoyage de l'intérieur de l'appareil de préparation de boisson. En effet, il serait très problématique de l'utiliser avec des liquides comme du lait qui attache. On pourrait toutefois envisager d'autres liquides sans sortir du cadre de l'invention, en particulier des liquides constitués d'un mélange à forte concentration d'eau et sous réserve que l'appareil soit configuré pour être nettoyé facilement. Les figures 1 à 3 illustrent une fontaine à eau chaude 1 qui comporte un dispositif 2 de production et de distribution d'eau en ébullition, voire à une température très proche de l'ébullition. Le dispositif selon l'invention comporte un grand nombre de caractéristiques similaires à celles du dispositif décrit selon diverses variantes dans la demande de brevet FR 2 983 692 A1 déposée par la demanderesse. L'homme du métier pourra donc tirer l'enseignement de cette demande de brevet FR 2 983 692 A1 afin de mettre en œuvre le dispositif 2 selon l'invention.
Le dispositif 2 comprend un réservoir 3 de stockage de l'eau, qui présente par exemple une capacité de contenance d'eau comprise entre 0,5 litres et 2 litres. Sur d'autres conceptions de fontaines rentrant également sous le couvert de la présente invention, le réservoir 3 peut être remplacé par une connexion directe sur un robinet raccordé au réseau de distribution d'eau, au moyen d'un tuyau flexible par exemple. Dans ce cas l'appareil serait configuré pour gérer la pression du réseau de distribution d'eau. Le dispositif 2 comprend un système de chauffe 4 de l'eau qui comprend une chambre de chauffe 5 de forme tubulaire qui présente un tube externe 6 et un tube interne 7. Cette chambre de chauffe 5 intègre des moyens de chauffe (non illustrés en détail sur les figures) qui permettent de porter à ébullition l'eau disposée à l'intérieur de cette chambre de chauffe 5. Ces moyens de chauffe sont par exemple constitués de pistes sérigraphiées telles que décrites dans la demande de brevet FR 2 983 692 A1 , agencées sur la paroi externe 6a du tube externe 6. D'autres moyens de chauffe sont envisageables, comme par exemple des thermistances à coefficient de température positive ou un tube externe 6 résistif configuré pour être chauffé entièrement. On privilégiera toutefois des pistes sérigraphiées afin que l'appareil dispose de caractéristiques d'instantanéité de chauffe optimales. Le dispositif 2 comprend un système d'alimentation 8 en eau dudit système de chauffe 4 depuis le réservoir 3. Le système d'alimentation 8 comprend une pompe 9. Un circuit d'alimentation amont 10 débouche à sa première extrémité 10a dans le fond 1 1 du réservoir 3 et est raccordé à sa seconde extrémité 10b à l'entrée 9a de la pompe 9. Un circuit d'alimentation aval 12 est raccordé à sa première extrémité 12a à la sortie 9b de la pompe 9 et débouche à sa seconde extrémité 12b dans la chambre de chauffe 5.
Le dispositif 2 comprend un système de distribution 13 qui comprend une cavité 14 délimitée par la paroi interne 7a du tube interne 7. Le bord supérieur 15 du tube interne 7 est ouvert, ce qui permet à la cavité de communiquer avec la chambre de chauffe 5, comme l'illustre la figure 3. L'activation de la pompe 9 permet d'injecter de l'eau dans la chambre de chauffe 5. En montant dans cette chambre de chauffe 5, l'eau chauffe jusqu'à atteindre son point d'ébullition. Cette ébullition fait monter l'eau vers le haut dans la chambre de chauffe 5 jusqu'à ce qu'elle atteigne le bord supérieur 15 du tube interne 7, où l'eau en ébullition tombe par gravité dans la cavité 14. Le fond 16 de la cavité 14 est ouvert et forme une goulotte avec une inclinaison vers le bas, ce qui permet d'écouler en totalité, avec un effet tampon, l'eau en ébullition contenu dans la cavité 14. Le tube externe 6 de la chambre de chauffe 5 est fermé à son bord supérieur 6b au moyen d'un capot 25, comme illustré en figure 3, ce qui empêche la vapeur en sortie de la chambre de chauffe 5 de s'échapper par le dessus du dispositif 2. Cette vapeur est donc contrainte de s'échapper en passant par la cavité 14. Le système de distribution 13 comprend une chambre 17 dans laquelle débouche le fond 16 ouvert de la cavité 14. Cette chambre 17 est configurée pour séparer l'eau en ébullition et la vapeur. Pour cela la chambre 17 comprend une paroi d'écoulement 18 en forme de goulotte inclinée et disposée en cascade avec le fond 16. Cette paroi d'écoulement 18 débouche à sa partie inférieure 18a sur une canule 19 qui est munie à son extrémité 19a d'un orifice de distribution 20 de l'eau en ébullition. La forme inclinée de la paroi d'écoulement 18 garantit l'extraction de la totalité de l'eau en ébullition. Cette chambre 17 définit une enceinte 21 ouverte à sa partie inférieure 21 a en sorte de déboucher sur l'extérieur du dispositif 2. La canule 19 est agencée dans cette partie inférieure 21 a de l'enceinte 21 , comme l'illustrent les figures 2 et 3. A l'extrémité de la partie inférieure 18a de cette paroi d'écoulement 18, autour de la canule 19, est agencée verticalement une paroi de séparation 22, de forme incurvée, qui constitue un barrage à l'écoulement de l'eau en ébullition en fin de paroi d'écoulement 18, ce qui oblige l'eau en ébullition à s'écouler par ladite canule 19. Le positionnement de la paroi de séparation 22 à la limite de la canule 19 évite la stagnation d'eau à cet endroit. Cette paroi de séparation 22 s'étend en partie verticalement à l'intérieur de l'enceinte 21 en sorte de laisser un passage 23 permettant, d'une part, la séparation de la vapeur et du liquide en ébullition et, d'autre part, la propagation de cette vapeur dans l'enceinte 21 . Ainsi, l'enceinte 21 constitue une zone d'évacuation de la vapeur. La vapeur est évacuée à l'extérieur du dispositif 2 par la partie inférieure 21 a ouverte de l'enceinte 21 , tandis que l'eau en ébullition sort part l'orifice de distribution 20 au travers de cette partie inférieure 21 a ouverte. L'évacuation de la vapeur permet de chauffer l'environnement externe situé autour de l'orifice de distribution 20, ce qui réduit et retarde la déperdition de chaleur de l'eau en ébullition lors de sa distribution.
La chambre de chauffe 5 est équipée d'un premier capteur de température permettant de mesurer la température T1 du liquide durant sa chauffe. Ce premier capteur de température est de préférence constitué d'une thermistance à coefficient de température négative (non illustrée sur les figures), dite CTN, qui est par exemple agencée sur la paroi externe 6a, dans la partie haute du tube externe 6, pour lire la température dans la zone d'ébullition.
De même, tel qu'illustré sur les figures 2 et 3, un second capteur de température 24 est agencé dans la partie inférieure 21 a de l'enceinte 21 , à côté de la canule 19. Ce second capteur de température 24 est de préférence une thermistance à coefficient de température négative, dite CTN, et permet de mesurer la température T2 du mélange air et vapeur dans l'enceinte 21 étant donné que celle-ci est ouverte à sa partie inférieure 21 a. En effet, le positionnement du second capteur de température 24 à côté de canule 19, à proximité de la sortie à l'air libre, permet la mesure de la température d'un mélange air/ vapeur lorsque la production de liquide en ébullition est stabilisée avec une production de vapeur faible. Si ce second capteur 24 était positionné trop à l'intérieur de l'appareil 1 , il mesurerait uniquement de la vapeur, et donc une température T2 au voisinage de 100°C quel que soit le débit de vapeur. Au contraire, lorsqu'il est positionné proche de la sortie à l'air libre, la vapeur se mélange à l'air et c'est ce mélange qui est mesuré. Un débit important de vapeur chasse alors complètement l'air au niveau de la sortie à l'air libre, et le second capteur de température 24 peut lire jusqu'à environ 100°C, tandis qu'un débit faible de vapeur permet à l'air de se mélanger à cette vapeur et de faire chuter la température moyenne.
Le dispositif 2 comprend également un système de gestion du type carte électronique (non illustrée sur les figures) qui reçoit les mesures des températures T1 et T2 provenant respectivement du premier capteur de température (non illustré) disposé dans la chambre de chauffe 5 et du second capteur de température 24 disposé dans la partie inférieure 21 a de l'enceinte 21 . Cette carte électronique est connectée à la pompe 9 et agit sur celle-ci en sorte de modifier le débit de cette pompe 9 en fonction des températures T1 et T2 mesurées. L'eau monte en ébullition à la température T0 qui, dans des conditions normales d'utilisation du dispositif (à une pression atmosphérique normale), est de l'ordre de 100°C. Le système de gestion compare la température T1 mesurée dans la chambre de chauffe 5 à la température d'ébullition T0. Tant que la température T1 n'atteint pas cette température TO, le système de gestion agit sur la pompe 9 pour réduire le débit d'eau en sorte de ralentir l'alimentation en eau - eau froide - de la chambre de chauffe 5 et de permettre à l'eau présente dans cette chambre de chauffe - en train de chauffer - de monter en ébullition.
Si le système de gestion réduit trop le débit de la pompe 9, l'eau en ébullition dans la chambre de chauffe 5 va produire une quantité de vapeur plus élevée sans que la température T1 n'augmente étant donné que celle- ci a atteint la température d'ébullition TO. C'est pourquoi, concomitamment, le système de gestion compare la température T2, mesurée dans la partie inférieure 21 a de l'enceinte 21 , à une température de référence T3 en sorte de quantifier la vapeur présente dans la partie inférieure 21 a de l'enceinte 21 . Lorsque le débit de vapeur reste faible, la température T2 relevée par le second capteur de température 24 correspond à une moyenne de la température de l'air ambiant, situé à proximité de cette partie inférieure 21 a ouverte, et de la température de la vapeur, proprement dite, qui est évacuée. Tant que la mesure de température T2 reste inférieure à cette température de référence T3, sans descendre en-dessous d'un seuil de température fixé de préférence à 75°C, et que la température T1 de chauffe de l'eau est à la température TO, le système de gestion considère que le débit de la pompe est convenable et il maintient ce débit. Au contraire, lorsque le débit de vapeur est trop élevé, la température T2 relevée par le second capteur de température 24 s'apparente à celle de la vapeur proprement dite. Dès que la mesure de température T2 dépasse la température de référence T3, le système de gestion agit sur la pompe 9 pour augmenter son débit d'alimentation en eau en sorte de refroidir légèrement l'eau dans la chambre de chauffe 5 et, ainsi, de réduire la production de vapeur. Concomitamment, le système de gestion continue à comparer la température T1 de l'eau chauffée dans la chambre de chauffe 5 en sorte de réguler le débit de la pompe 9 et de maintenir cette eau en ébullition voire proche de l'ébullition, sans descendre en-dessous d'un seuil de température fixé de préférence à 98°C. De préférence, la température de référence T3 est fixée à 95°C.
L'homme du métier fera appel aux connaissances générales dans le domaine de l'électronique pour mettre en œuvre une carte électronique programmée en sorte de réguler le débit de la pompe 9 en fonction des mesures des températures T1 et T2, et selon le procédé décrit précédemment.
Ainsi le système de gestion permet de gérer le système de chauffe 4 et le système d'alimentation 8 pour que la température vue par le capteur de température sur ledit système de chauffe 4 reste supérieure à 98°C et pour que la température du mélange air/vapeur vue par le capteur de température 24 reste comprise entre 75°C et 95°C, ce qui garantit la distribution d'une eau en ébullition, voire très proche de l'ébullition, sans surproduction de vapeur en sortie. Le système de gestion est programmé pour que, lors de la première mise en fonction de l'appareil 1 , le dispositif 2 réalise une auto-calibration du débit de la pompe 9 qui s'ajuste automatiquement en fonction de la mesure de température T2 dans la partie inférieure 21 a de l'enceinte 21 , proportionnelle à la quantité de vapeur produite. Ce débit est enregistré par le système de gestion comme débit de référence DO. Lors de la mise en fonction suivante de l'appareil 1 , le système de gestion règle le débit de la pompe 9 à un débit constant D1 légèrement inférieur au débit de référence DO, pendant une durée d1 définie, de préférence de l'ordre de 15 secondes, en sorte de permettre au dispositif 2 de se stabiliser thermiquement. Une fois cette durée d1 écoulée, le système de gestion lance la régulation du débit de la pompe 9 pour préserver une température T1 de l'eau chauffée sensiblement égale à la température d'ébullition T0, de l'ordre de 100°C, et une température T2 du mélange air et vapeur dans la partie inférieure 21 a de l'enceinte 21 inférieure à la température de référence T3, de l'ordre de 95°C. En fin du cycle de fonctionnement, le système de gestion est configuré pour enregistrer la dernière valeur de régulation du débit D0(n) qui devient la nouvelle référence. En début de chaque nouveau cycle (n+1 ), le système de gestion règle le débit de la pompe 9 à un débit constant D1 (n+1 ) légèrement inférieur au débit de référence D0(n) pendant la durée d1 , avant de lancer la régulation du débit de la pompe 9. Et ce ainsi de suite. La carte électronique du système de gestion sera programmée pour répondre à ces fonctions.
Des variantes de mise en œuvre sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention. La quantification de la vapeur dans l'enceinte 21 peut notamment être réalisée différemment. Par exemple, on peut disposer un capteur de pression (non illustré) dans l'enceinte 21 en remplacement du second capteur de température 24, le système de gestion étant configuré pour quantifier la vapeur en fonction de la pression mesurée dans l'enceinte 21 . On privilégiera toutefois le mode de mise en œuvre décrit précédemment pour des questions de coût de fabrication.
On peut également envisager la mise en œuvre de l'invention sur les variantes de dispositifs décrit dans la demande de brevet FR 2 983 692 A1 déposée par la demanderesse qui se différencient du dispositif 2 décrit précédemment par le fait que le système de distribution est agencé pour que la vapeur soit évacuée dans le réservoir. Selon les différentes variantes décrites dans FR 2 983 692 A1 , il conviendrait de positionner le second capteur de température 24, cité précédemment, judicieusement dans une zone d'évacuation de la vapeur, avant son éjection dans le réservoir.
On peut également prévoir d'autres système d'alimentation en eau agencés entre le réservoir 3 et le système de chauffe 4, selon la configuration du dispositif 2. Par exemple, la pompe 9 pourrait être remplacée par une vanne à commande électrique agencée sur un circuit d'alimentation qui serait raccordé en amont directement sur le réseau électrique et en aval sur la chambre de chauffe 5. Dans ce cas le système de chauffe activerait la vanne en sorte de réguler le débit d'eau alimentant la chambre de chauffe 5. Une électrovanne serait par exemple préférable à une pompe 9 dans le cas où le réservoir 3 serait remplacé par une connexion directe sur un robinet raccordé au réseau de distribution d'eau, tel que décrit précédemment, afin de gérer la pression de l'eau.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif (2) de production et de distribution de liquide en ébullition comprenant :
- un réservoir (3) de stockage du liquide,
- un système de chauffe (4) du liquide,
- un système d'alimentation (8) en liquide configuré pour extraire le liquide du réservoir et l'acheminer dans le système de chauffe,
- un système de distribution (13) configuré en sortie du système de chauffe pour séparer le liquide en ébullition et la vapeur provenant de cette ébullition, pour distribuer le liquide en ébullition et pour évacuer la vapeur, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un premier système de mesure de température pour mesurer la température du liquide dans le système de chauffe,
- un système de mesure (24) de la quantité de vapeur évacuée,
- et un système de gestion du système d'alimentation configuré pour réguler le débit de liquide alimentant le système de chauffe en fonction de la température mesurée par le premier système de mesure et de la quantité de vapeur évacuée.
Dispositif
(2) selon la revendication 1 , dans lequel :
- le système de mesure de la quantité de vapeur évacuée est constitué d'un second système de mesure de température (24) pour mesurer la température dans une zone d'évacuation (21 ) de la vapeur,
- le système de gestion du système d'alimentation est configuré pour réguler le débit de liquide alimentant le système de chauffe (4) en fonction des températures mesurées par les premier et second systèmes de mesure de température.
3. Dispositif (2) selon la revendication 2, dans lequel le second système de mesure de température (24) est agencé à proximité de la sortie à l'air libre dans la zone d'évacuation de manière à ce que ledit second système mesure la température d'un mélange air/vapeur lorsque la production de liquide en ébullition est stabilisée avec une production de vapeur faible.
4. Dispositif (2) selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le système de gestion est configuré pour réguler le débit en sorte que la température dans le système de chauffe (4) soit supérieure à 98°C et que la température dans la zone d'évacuation (21 ) soit comprise entre 75 et 95°C.
5. Dispositif (2) selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le second système de mesure de température comporte un capteur de température (24) formé par une thermistance à coefficient de température négative, dite CTN.
6. Dispositif (2) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le système d'alimentation (8) comprend une pompe (9), un circuit d'alimentation amont
(10) raccordé entre le réservoir (3) et la pompe et un circuit d'alimentation aval (12) raccordé entre la pompe et le système de chauffe (4).
7. Dispositif (2) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le système de chauffe (4) comprend une chambre de chauffe (5) tubulaire munie de moyens de chauffe.
8. Dispositif (2) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le système de distribution (13) comprend un circuit de distribution (14, 16, 18, 19) du liquide en ébullition muni d'une sortie (20), une zone d'évacuation (21 ) de la vapeur étant située autour de ladite sortie (20).
9. Dispositif (2) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le système de distribution (13) est configuré pour que le liquide en ébullition soit distribué en intégralité.
10. Dispositif (2) selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le système de gestion est configuré pour activer le système d'alimentation (8), en début d'un nouveau cycle de fonctionnement, en alimentant en liquide le système de chauffe (4) avec un débit constant inférieur à un débit de référence enregistré par le système de gestion en fin d'un précédent cycle de fonctionnement, pendant une durée définie, puis pour lancer la régulation du débit.
1 1 . Procédé de production et de distribution de liquide en ébullition comprenant :
- une étape de chauffe du liquide alimenté depuis un réservoir (3) pour porter à ébullition ledit liquide,
- une étape de distribution du liquide en ébullition et d'évacuation de la vapeur émanant dudit liquide en ébullition, après avoir séparé ledit liquide en ébullition de la vapeur, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de mesure de la température du liquide durant sa chauffe,
- une étape de mesure de la quantité de vapeur évacuée,
- et une étape de régulation du débit d'alimentation du liquide devant être chauffé en fonction de ladite mesure de température et de ladite mesure de quantité de vapeur évacuée.
12. Procédé selon la revendication 1 1 , dans lequel :
- on mesure la température de la vapeur présente dans une zone d'évacuation (21 ), ladite température étant représentative de la quantité de vapeur évacuée,
- et on régule le débit d'alimentation du liquide en fonction de ladite mesure de température représentative de la quantité de vapeur évacuée et de la mesure de température du liquide chauffé.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le débit est régulé pour que le liquide soit chauffé à une température de l'ordre de 100°C et que la température mesurée dans la zone d'évacuation (21 ) reste comprise entre 75°C et 95°C.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 1 à 13, dans lequel on régule le débit d'une pompe (9) connectée entre le réservoir (3) et un système de chauffe du liquide (4).
15. Procédé selon l'une des revendications 1 1 à 14, dans lequel :
- on enregistre la valeur d'un débit de référence correspondant au débit du liquide en fin d'un cycle de fonctionnement ;
- en début d'un nouveau cycle de fonctionnement, on règle le débit du liquide à une valeur constante inférieure au débit de référence, pendant un durée déterminée ;
- une fois la durée déterminée écoulée, on régule le débit en fonction de la température du liquide chauffé et de la quantité de vapeur évacuée, jusqu'en fin de cycle.
16. Appareil (1 ) de préparation de boisson, lequel comprend un dispositif (2) de production et de distribution de liquide en ébullition selon l'une des revendications 1 à 10.
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