FR3021198A1 - Dispositif et procede de production et de distribution de liquide en ebullition et appareil de preparation de boisson equipe d'un tel dispositif - Google Patents

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

B.1454 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 oeuvre 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 Al . Le dispositif selon FR 2 983 692 Al 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 Al 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 Al 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 oeuvre 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 oeuvre 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 oeuvre 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 oeuvre 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 oeuvre 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 oeuvre 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 oeuvre 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 oeuvre 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 30 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 Al déposée par la demanderesse. L'homme du métier pourra donc tirer l'enseignement de cette demande de brevet FR 2 983 692 Al afin de mettre en oeuvre 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 11 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 21a en sorte de déboucher sur l'extérieur du dispositif 2. La canule 19 est agencée dans cette partie inférieure 21a 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 21a ouverte de l'enceinte 21, tandis que l'eau en ébullition sort part l'orifice de distribution 20 au travers de cette partie inférieure 21a 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 21a 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 21a. 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 21a 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 TO 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 TO. 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 21a de l'enceinte 21, à une température de référence T3 en sorte de quantifier la vapeur présente dans la partie inférieure 21a 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 21a 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 oeuvre 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 21a 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 dl définie, de préférence de l'ordre de 15 secondes, en sorte de permettre au dispositif 2 de se stabiliser thermiquement. Une fois cette durée dl 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 TO, de l'ordre de 100°C, et une température T2 du mélange air et vapeur dans la partie inférieure 21a 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 DO(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 Dl (n+1) légèrement inférieur au débit de référence DO(n) pendant la durée dl, 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 oeuvre 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 oeuvre décrit précédemment pour des questions de coût de fabrication. On peut également envisager la mise en oeuvre de l'invention sur les variantes de dispositifs décrit dans la demande de brevet FR 2 983 692 Al 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 (16)

1. REVENDICATIONS1. 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.
2. 2. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 référenceenregistré par le système de gestion en fin d'un précédent cycle de fonctionnement, pendant une durée définie, puis pour lancer la régulation du débit.
11. 11. 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. 12. Procédé selon la revendication 11, 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. 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. 14. Procédé selon l'une des revendications 11 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. 15. Procédé selon l'une des revendications 11 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. 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.