L'invention est relative à un dispositif pour le transfert régulé de frigories entre une réserve de frigories et une enceinte de conservation par le froid. Bien que visant plus spécialement les conteneurs isothermiques destinés à la conservation de produits frais ou surgelés, pendant leur transport et leur stockage temporaire, le dispositif s'applique à toute enceinte isolée dans laquelle les frigories assurant la conservation proviennent d'une réserve pouvant être constituée par un caisson rapporté dans l'enceinte ou sur l'enceinte, ou par un compartiment séparé disposé au-dessus de l'enceinte.

Le problème à la base de l'invention est celui de la régulation de la température dans l'enceinte de conservation, alors que l'émission des frigories est permanente et incontrôlable, quelle qu'en soit la source, à savoir berlingots contenant un fluide congelé, plaque contenant un liquide eutectique, saumure, ou glace carbonique sous forme de neige, sorbet, ou pain.

Cette absence de régulation entraîne deux inconvénients qui limitent l'application de ce mode de conservation.

Le premier est celui de la consommation de frigories qui, dépendant de la température extérieure, du coefficient d'isolation globale du conteneur, et de la durée du transport et/ou du stockage, est très variable et conduit à des surconsommations, lorsque toute l'énergie n'est pas consommée, car prévue en quantité supérieure aux besoins réels, ou à une détérioration des denrées, ou des produits à conserver, lorsque la quantité fournie est insuffisante pour la durée de conservation.

Le second inconvénient se rencontre plus particulièrement dans l'utilisation de la glace carbonique qui, en raison de sa température de l'ordre de - 70 ° à - 80 ° C. peut parvenir, malgré la présence d'écrans protecteurs, à geler, brûler ou déshydrater les denrées périssables.

Ces inconvénients sont bien connus, mais malgré les nombreuses solutions proposées dans l'état de la technique, ils n'ont pas encore pu être entièrement éliminé, par des moyens fiables régulant la température dans l'enceinte de conservation.

Ainsi, par exemple, EP - A 136 458 et EP - A 166 086, décrivent des dispositifs de répartition de frigories entre une réserve et une enceinte mettant en oeuvre des réseaux de tubes thermiques, également dénommés caloducs, composés de tubes fermés contenant, sous vide, un fluide caloporteur prélevant les frigories de la réserve pour les amener dans l'enceinte.

En raison de l'absence de toute régulation et du principe de fonctionnement des caloducs, les frigories tentent à s'accumuler au bras de l'enceinte de conservation en vidant la réserve, ce qui ne résout ni le problème de la consommation, ni celui de l'obtention d'une température optimale, favorable à la bonne conservation des denrées.

La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif pour le transfert régulé de frigories entre une réserve et une enceinte de conservation, dispositif permettant de réguler la température dans l'enceinte, indépendamment de la puissance du moyen frigorigène disposé dans la réserve, tout en réduisant considérablement la consommation de ce moyen.

Dans ce dispositif, du type mettant en oeuvre un caloduc, le caloduc est composé par une plaque d'échange et de régulation disposée dans l'enceinte, au-dessous de la réserve et à proximité mais sans contact de la paroi isolante séparant la réserve et l'enceinte, cette plaque, munie d'un réseau interne serpentant pour le fluide caloporteur et, d'un côté, d'au moins un tube capteur communiquant avec le réseau précité et pénétrant dans la réserve de frigories par un canal de la paroi isolante, étant montée oscillante autour d'un axe horizontal transversal entre deux positions, disposées de part et d'autre du plan horizontal, à savoir une position d'échange dans laquelle elle est inclinée de haut en bas en partant du tube capteur, et une position de stabilisation dans laquelle elle est inclinée de bas en haut en partant de ce tube capteur, ladite plaque étant également reliée, par son côté opposé à celui doté du tube capteur, à des moyens moteurs commandant son oscillation de part et d'autre du plan horizontal en fonction de la température dans l'enceinte.

Dans ce dispositif, lorsque le caloduc, constitué par la plaque d'échange et le tube capteur est en position d'échange, c'est à dire lorsque la plaque est inclinée du haut vers le bas en partant du tube capteur, l'extrémité de ce tube capteur est à l'intérieur de la réserve de frigories, dont il peut capter les frigories pour les transmettre au serpentin contenu dans la plaque d'échange.

Dès que la température dans l'enceinte atteint un seuil défini, par exemple 4°. 0° ou 20°C, les moyens moteurs provoquent le basculement de la plaque de manière que, d'une part, celle-ci venant en position de stabilisation, soit inclinée du bas vers le haut en partant du tube capteur et que l'extrémité du tube capteur ne soit plus dans la réserve, mais dans la paroi séparant cette réserve de l'enceinte de conservation. Le tube capteur n'étant plus dans la réserve de frigories et la plaque n'ayant plus l'inclinaison adéquate, le froid ne peut plus être conduit jusqu'à l'enceinte de conservation. II est bien évident qu'une élévation de la température dans l'enceinte déclenche le fonctionnement des moyens moteurs pour amener la plaque de sa position de stabilisation à sa position d'échange.

Dans une forme d'exécution de l'invention, le tube capteur, rigide et solidaire de la plaque, comporte à son extrémité libre un bouchon isolant apte, lorsque la plaque est en position de stabilisation, à obturer le canal de communication entre la réserve et l'enceinte de conservation pour interrompre tout échange thermique avec la réserve.

Cette disposition simple évite toute perte de calories par conductibilité thermique à travers le matériau constitutif du caloduc.

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Dans une autre forme d'exécution, le tube capteur est constitué par un corps tubulaire, déformable élastiquement longitudinalement, traversant de manière étanche le canal de la paroi isolante, et dont l'extrémité, disposée dans la réserve, est raccordée au réseau de fluide caloporteur d'une plaque de transfert qui, similaire à la plaque d'échange et de régulation avec laquelle elle forme un unique caloduc, est disposée sur le fond de la réserve, de manière fixe et est inclinée du haut vers le bas en allant vers le tube capteur.

Cette plaque de transfert, qui est donc disposée en permanence dans la réserve de frigories, réduit le temps de réponse du caloduc lorsque la plaque d'échange et de régulation est amenée en position d'échange mais n'influe pas sur l'émission de frigories lorsque la plaque d'échange est en position de stabilisation, puisque précisément la circulation du fluide caloporteur au sein du caloduc est interrompue par l'inversion de la position angulaire de la plaque d'échange.

Il ressort déjà que le dispositif selon l'invention apporte un progrès important à la maîtrise de la régulation de la température dans l'enceinte de conservation, tout en permettant, avec la même masse frigorigène d'économiser l'émission des frigories et d'augmenter l'autonomie, donc d'augmenter la durée de conservation.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif dans le cas de son application à un conteneur. Figures 1 et 2 sont des vues partielles de côté en coupe montrant une première forme d'exécution de ce dispositif, respectivement lorsqu'il est en position de stabilisation, et en position d'échange,

Figure 3 est une vue en plan par dessus de la plaque d'échange,

Figure 4 est une vue de côté en coupe transversale et à échelle réduite d'un conteneur équipé du dispositif selon l'invention,

Figures 5 et 6 sont des vues partielles de côté en élévation montrant une autre forme d'exécution du dispositif lorsque la plaque d'échange est, respectivement, en position de stabilisation et en position d'échange, et dans le cadre de l'application de ce dispositif à une réserve de frigories alimentable par un fluide frigorigène ou par des pains de glace carbonique, et par un fluide frigorigène refroidi par serpentin,

Figure 7 est une vue partielle de côté, en coupe transversale, montrant l'application du dispositif à un conteneur équipé d'une réserve hermétique à refroidissement par une platine extérieure,

Figure 8 est une vue partielle de côté en élévation et en coupe transversale montrant le conteneur de figure 7, lorsque sa réserve est encastrée sur une platine d'alimentation,

Figure 9 est une vue partielle de côté en élévation avec coupe transversale montrant l'application du dispositif à un conteneur avec réserve de frigories rechargeable par un dispositif de régénération extérieur.

Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 à 4, la référence numérique 1 désigne le conteneur avec sa réserve 2 de frigories. Ces deux éléments sont dotés de parois isolantes 3 et sont donc séparés par une paroi 3a. L'enceinte de conservation 10, ménagée dans le conteneur 1 , communique avec la réserve de frigories 3 par un canal 4.

Le dispositif de régulation selon l'invention est composé d'une plaque 7, de transfert et d'échange, contenant un réseau serpentant 6, schématisé ici par un serpentin. Ce réseau, rempli de fluide caloporteur après avoir été vidé d'air, fait partie du caloduc comprenant également au moins un tube capteur 5 saillant verticalement vers le haut de la plaque 7.

La plaque 7, qui est réalisée en matériau conducteur de la chaleur, et par exemple en métal tel qu'acier inoxydable ou aluminium, est disposée dans l'enceinte, au- dessous et à proximité, mais sans contact, de la paroi 3 a séparant l'enceinte 10 de la réserve 2.

La figure 3 montre que cette plaque a, vue en plan par dessus, une forme générale rectangulaire, dont les dimensions sont inférieures à celles de la section transversale de l'enceinte 10 dans laquelle la plaque est appelée à se mouvoir. En effet, cette plaque est montée oscillante autour d'un axe transversal horizontal, matérialisé par les deux tenons 12, visibles à la figure 3. Elle peut osciller de part et d'autre du plan horizontal entre une position d'échange, représentée en A à la figure 2, et une position de stabilisation, représentée en B à la figure 1.

Le tube capteur 5 prolonge le serpentin caloporteur et est muni, à son extrémité libre, qui pénètre dans la réserve de frigories 2, d'un bouchon 8 en matériau isolant dont l'utilité sera précisée plus loin.

Par son bord, qui est opposé à celui équipé du tube capteur 5, la plaque 7 est reliée à des moyens moteurs qui, dans la forme d'exécution des figures 1 à 4, comprennent un moteur électrique 11 alimenté par des piles 22 actionnant une vis sans fin 23. Cette vis sans fin coopère avec un écrou, non représenté, lié à la plaque. L'alimentation du moteur électrique 1 1 est sous la dépendance d'un thermostat 9, disposé dans l'enceinte de conservation 10.

La réserve de frigories 2 est munie d'une trappe 13 permettant de la remplir en produits frigorifiques pouvant être constitués par du glycol 19 ou par des pains de glace carbonique 20. Cette réserve est également dotée d'une soupape 14 servant au dégazage des produits gazeux et d'une tôlerie 15 protégeant le tube capteur, afin que son mouvement ne soit pas entravé par un quelconque produit ou fluide réfrigérant. Enfin, une trappe de visite

16 sert à l'échange des piles 22 et au contrôle du moteur 1 1, pouvant d'ailleurs être remplacé par un électro-aimant.

A la figure 1 , la plaque 7 est en position de stabilisation et donc inclinée de bas en haut en partant du tube capteur. Dans cette position, elle s'oppose à la circulation des frigories dans le serpentin 6 du caloduc et interrompt donc toute émission de frigories en direction de l'enceinte de conservation. On notera que, dans cette position, le bouchon 8 du tube capteur 5 obture de façon étanche, l'extrémité du conduit 4 de communication entre la réserve 2 et l'enceinte 10 et évite ainsi tout échange thermique par conduction directe. Lorsque la température dans l'enceinte s'élève, le thermostat 9 déclenche l'alimentation du moteur 1 1 qui, par la vis 21, fait basculer la plaque de sa position de stabilisation B à sa position d'échange A dans laquelle elle est inclinée de haut en bas en partant du tube capteur 5. Cela a pour effet, d'une part, de faire pénétrer l'extrémité supérieure du tube capteur 5 dans la réserve 2, et d'autre part, d'amener le caloduc dans sa position de fonctionnement. Il en résulte que les frigories, prélevées par le tube capteur 5 et circulant dans le serpentin 6, sont transférées sur la plaque 7 qui les diffuse dans l'enceinte 10.

Il est très important que, dans sa position d'échange, la plaque 7 ait une inclinaison qui par rapport au plan horizontal soit au moins de l'ordre de 3°, afin de permettre le fonctionnement du caloduc. L'inclinaison de la plaque d'échange, dans sa position de stabilisation, est du même ordre, mais peut être inférieure, l'essentiel étant que la plaque passe au-delà de la position horizontale pour arrêter le fonctionnement du caloduc.

Bien entendu, dès que la température dans l'enceinte 10 est suffisamment abaissée et atteint le seuil de déclenchement du thermostat 9, celui-ci commande l'alimentation du moteur 1 1 pour amener la plaque dans sa position de stabilisation.

Il ressort de ce qui précède que la régulation de la température dans l'enceinte s'effectue suivant le principe du tout ou rien, et de manière automatique. Cela permet de réduire la consommation des produits frigorifiques et d'augmenter la durée de consommation par rapport aux conteneurs actuels ne comportant pas un tel dispositif.

La figure 4 représente un conteneur de transport complet et équipé. Son enceinte 10 est équipée de clayettes 18 et d'une grille 17 protégeant la plaque et évitant que son espace de débattement soit encombré par des produits ou denrées stockés dans l'enceinte.

Dans la forme d'exécution représentée aux figures 5 à 9, le tube capteur 5a est constitué par un corps tubulaire déformable longitudinalement de manière élastique et, par exemple, comportant d'origine des zones de pliage facilitant sa déformation longitudinale. Comme précédemment, ce tube capteur communique par son extrémité inférieure avec le réseau 6 de la plaque 7, mais en plus, il communique par son extrémité supérieure avec un serpentin 26 circulant dans une plaque de transfert 27, disposée sur le fond de la réserve 2 de frigories. La plaque 27 occupe une position fixe et est inclinée par rapport à

l'horizontale, de haut en bas, en allant vers le tube capteur 5a. Le réseau 26, le réseau 6 et le tube capteur intermédiaire 5a définissent un même caloduc.

Dans cette forme d'exécution, la plaque de transfert 27, en contact direct avec les produits frigorifiques 19 ou 20, alimente plus rapidement en frigories la plaque 7 lorsqu'elle passe en position d'échange, montrée à la figure 6. On notera que, dans cette position d'échange de la plaque 7, le tube 5a est comprimé longitudinalement, sans que cela affecte la circulation du fluide caloporteur qui le parcourt entre la plaque de transfert 27 et la plaque d'échange 7 et inversement.

Le basculement de la plaque 7 peut être assuré par les mêmes moyens moteurs que ceux décrits dans la forme d'exécution précédente ou par ceux décrits aux figures 5 et 6. Ces moyens sont essentiellement composés par un barreau 28 en matériau bon conducteur de la chaleur constituant, à la fois, moyens de détection de la température dans l'enceinte 10 et moyens moteurs.

Dans la forme d'exécution représentée aux figures 5 et 6, ce barreau est disposé verticalement contre l'une des parois verticales de l'enceinte 10 par rapport à laquelle il est guidé en translation longitudinale. Il prend appui sur la paroi inférieure de l'enceinte et est munie à son extrémité supérieure d'une tête 29 s'appuyant avec interposition d'un ressort 30 contre l'extrémité libre de la plaque 7. On conçoit aisément que les variations de température dans l'enceinte 10 entraînent des variations de longueurs du barreau 8 et, en conséquence, des variations de la position angulaire de la plaque 7 par rapport au plan horizontal. Le ressort 30 permet d'absorber les grands allongements du barreau 28. par exemple, dans le cas de grosses chaleurs, en évitant que le barreau détruise la plaque 7 et le dispositif de régulation.

Dans la forme d'exécution représentée aux figures 7 à 9, le barreau 28a est disposé horizontalement dans des paliers coulissants non représentés, au-dessous de la plaque 7 dans l'intervalle entre la plaque 7 et la grille de protection 17. L'une de ses extrémités est fixée contre la paroi verticale du conteneur disposé du côté du tube capteur 5 a et son autre extrémité est en appui contre un levier 31 actionnant un doigt 32 saillant vers le bas de la plaque 7. Le barreau peut être réalisé en métal, mais il peut également être réalisé en matière synthétique et, par exemple, dans un polyéthylène ayant un bon coefficient de dilatation tel qu'un polyéthylène haute densité ayant un coefficient de dilatation de l'ordre de 0,004.

Ces moyens moteurs sont particulièrement avantageux puisqu'ils ne nécessitent aucune énergie, sont fiables, sont peu encombrants et peuvent fonctionner aussi bien pour la conservations à 4° C ou 0° C des produits frais, ou à - 25° C des produits surgelés, et cela par simple modification de la position de leur ancrage par rapport au conteneur.

Le dispositif de régulation selon l'invention peut être utilisé quelle que soit la nature les produits ou moyens constituant la réserve de frigories. C'est ainsi que, comme montré à la figure 6, la réserve 2a peut être aménagée pour recevoir un liquide 35, se congelant à une température inférieure à la température de conservation dans l'enceinte, et comporter, à cet effet, un conduit 36 pour l'alimentation de la réserve en liquide et un conduit 37 pour la vidange de ce liquide, mais aussi un serpentin 38 de refroidissement de ce liquide. Les deux extrémités respectivement 38a et 38b du serpentin traversent l'une des parois isolantes 3 de la réserve 2 et sont dotées de raccords 39a, 39b pouvant se raccorder à un groupe frigorifique fournissant un fluide frigorigène à une température inférieure à celle du liquide 35 contenu dans la réserve.

La figure 9 montre la régénération de la réserve de frigories 2 au moyen d'un dispositif 40 comportant un groupe de production de froid 42 dont le serpentin 43 assure le refroidissement d'un liquide frigorigène 44, disposé dans un récipient isolant 45. Deux conduits souples 46a et 46b, dont celui 46a est doté d'une pompe 47, aboutissent à des raccords 48a, 48b pouvant être connectés aux raccords 39a, 39b du serpentin 38 de la réserve de calories du conteneur. La régénération de la réserve 2a s'effectue en faisant circuler le liquide frigorigène 44 en direction de cette réserve. Parcourant le serpentin 38, ce liquide provoque la congélation du fluide 35. Dès que celle-ci est atteinte, les raccords 48a et 48b sont déconnectés et le conteneur peut être utilisé pour recevoir les produits dont il faut assurer la conservation.

On notera que, dans ces conditions, la plaque d'échange 27, par sa grande surface de contact avec le produit congelé, favorise la transmission des frigories au caloduc.

Lorsque toutes les frigories sont consommées, et en prévision d'une nouvelle utilisation, le conteneur est ramené au poste de chargement 40. Celui-ci peut être du type de celui qui, décrit dans le brevet européen n° 639 256 au nom du demandeur, prélève le fluide ayant perdu ses frigories par le circuit 39b, 48b, 46d, pour le diriger vers une première réserve puis le remplace par un fluide réfrigéré provenant d'une autre réserve par le circuit 46a, 48a, 39a.

Avec cet aménagement, le conteneur possède une importante réserve de frigories, sans pour autant être équipé d'un groupe de production de froid.

A titre d'exemple, pour obtenir dans une enceinte de conservation 10 ayant une capacité de 900 litres, une température de conservation de l'ordre de - 20 à - 25° C, le fluide frigorigène 35 disposé dans la réserve 2a est porté à une température de congélation de l'ordre de - 30 à - 33° C par le serpentin 38 dont le fluide 44 est lui-même porté à une température de l'ordre de - 37° C. Une telle charge frigorifique permet, même dans des conditions estivales, d'assurer la conservation de produits surgelés pendant une durée de plusieurs jours, et cela grâce au dispositif de régulation selon l'invention.

Dans la forme d'exécution représentée aux figures 7 et 8, la réserve 2b peut aussi être aménagée pour être rechargée en calories par le dispositif décrit dans le brevet français 2 689 222 au nom du demandeur. A cet effet, la réserve 2b comporte une cavité étanche débouchant à l'extérieur et pouvant être obturée par une trappe 52. La paroi de cette cavité est en matériau conducteur de la chaleur et est contact direct avec le liquide frigorigène 53 disposé dans la réserve.

Le chargement en frigories s'effectue en introduisant dans la cavité 50 une platine 54 parcourue intérieurement par l'évaporateur 55 d'un groupe frigorifique 56. Après que le fluide frigorigène 53 ait été porté à la température adéquate, pouvant aller jusqu'à sa congélation, la platine 54 portée par une potence 57 est désaccouplée du conteneur 1, et la trappe 52 est fermée.

Cette technique de charge permet également de régénérer la réserve de frigories à un poste fixe, sans qu'il soit nécessaire de doter le conteneur d'un groupe frigorifique.

Dans cette application, le dispositif de régulation est très important car il ménage la dissipation des frigories et permet d'augmenter la durée de conservation des produits et denrées disposés dans le conteneur.

A la figure 8, les références 58, 59 et 60 désignent un capotage et des volets isolants se rabattant sur la platine 55 pour éviter les déperditions calorifiques de la platine 58 lorsqu'elle n'est pas utilisée. Bien que, très intéressant dans le cas de son application à la régulation de la température dans l'enceinte de conservation d'un conteneur, le dispositif de transfert régulé selon l'invention peut aussi être appliqué sur tout récipient comportant des parois isolées et destiné à contenir des produits quelconques. Il peut, par exemple, être disposé dans un boîtier se posant sur une caisse isolante du type de celles utilisées pour contenir des poissons frais, ou tous autres produits de la pêche immergés dans un lit de glace pilée, ou pour le transfert des cadavres.