EP0750732B1 - Element a double fonction de transfert thermique pour enceintes isothermes; enceinte isothermique equipee d'un tel element - Google Patents

Element a double fonction de transfert thermique pour enceintes isothermes; enceinte isothermique equipee d'un tel element Download PDF

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EP0750732B1
EP0750732B1 EP95913201A EP95913201A EP0750732B1 EP 0750732 B1 EP0750732 B1 EP 0750732B1 EP 95913201 A EP95913201 A EP 95913201A EP 95913201 A EP95913201 A EP 95913201A EP 0750732 B1 EP0750732 B1 EP 0750732B1
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EP
European Patent Office
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compartment
partition
temperature
isothermal
refrigerating
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95913201A
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German (de)
English (en)
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EP0750732A1 (fr
Inventor
Jean-Pierre Grazon
Claude Gibot
Alain Bechennec
Gérard TIBY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MONETTI FRANCE
Carboxyque Francaise SA
Premark FEG LLC
Original Assignee
MONETTI FRANCE
Carboxyque Francaise SA
Premark FEG LLC
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/06—Walls
    • F25D23/069—Cooling space dividing partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2331/00—Details or arrangements of other cooling or freezing apparatus not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2331/80—Type of cooled receptacles
    • F25D2331/804—Boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/38—Refrigerating devices characterised by wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/10—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
    • F25D3/102—Stationary cabinets

Definitions

  • the present invention relates to conservation, in isothermal conditions independent of any external energy source, of all products such as for example foods or products pharmaceuticals for which a uniform temperature must be preserved between the time of their preparation and use by a user final.
  • Each compartment must provide a temperature constant ambience both in the volume of said compartment and in the necessary autonomy time to keep these speakers out of any source external refrigerant energy, and in any condition causes at least for a period between 0 and 4 hours.
  • temperature constant or a temperature atmosphere for which the variations are within plus or minus 4 ° C around the temperature selected in the product compartment cool and the temperature variation is between -18 ° C and -26 ° C in the product compartment frozen; the meaning of maintaining a constant or almost constant temperature notwithstanding variations in the outside temperature also applies to variations over time in an interval of 0 to 4 h during which the enclosure is dissociated from any external cold source.
  • the object of the present invention is also to produce such an insulated enclosure comprising a any number of compartments that can be individually kept at different temperatures, not requiring implementation, in this enclosure, separating partitions made of insulating material inert, which would create a large dead volume at inside the enclosure.
  • the invention which consists, in accordance with the preamble of claim 1 or 2, in the development of a double-sided partition element, removable, usable in particular in an isothermal enclosure, comprising a first compartment, not waterproof, filled with an element solid and sublimable refrigerant, for example dry ice, and provided with openings distributed in such a way substantially homogeneous on its external face.
  • the invention is characterized in that the partition element has in its thickness a second compartment adjoining the first, this second watertight compartment, can be assimilated to a box, and being filled by a eutectic melting temperature significantly higher than the sublimation or melting temperature of the refrigerant, in the form of gel or mixture, or by the air.
  • the partition element has the function of directing and maintain temperatures sufficiently different to be able to provide compartments suitable for simultaneously containing frozen products in one and fresh produce in the other, without break in the cold chain for all products considered.
  • eutectic in the present requires any mixture of two or more bodies whose fusion takes place at constant temperature. In these conditions, as long as the frigories are brought by dry ice, eutectic stays at a temperature constant which is its melting temperature which can therefore be determined by the choice of mixture eutectic considered, depending on the temperature atmosphere chosen in the compartment.
  • the only condition is that the temperature of solidification of the refrigerant (dry ice) or very significantly below the melting temperature gel or eutectic mixture.
  • this agent refrigerant will consist of solid carbon dioxide in all its forms (wafers, sticks, pellets, snow) whose sublimation temperature is -78 ° C at atmospheric pressure, but we can consider other refrigerants, in other applications.
  • this refrigerant may have the function of directing a temperature, even very low, in one of the volumes of the enclosure isothermal and transfer the frigories necessary to through the buffer housing described above with a view to maintain another different directed temperature in another volume of the insulated enclosure, temperature determined according to the intended application, this temperature being for example close to 0 ° C for keeping food fresh.
  • a partition element conforming to the invention may thus constitute in an enclosure isothermal at least two temperature compartments different: on the side of the refrigerant space, a temperature freezer compartment principle significantly below 0 ° C (up to -18 or -25 ° C if applicable) for products to be kept at negative temperatures and on the side of the buffer housing containing for example the eutectic gel, a refrigeration compartment at temperature close to 0 ° C for products to keep fresh.
  • the "buffer box” so represents between these two fridge and freezer compartments, one "impedance balance" mechanism avoiding recourse to any inert insulating partition.
  • temperatures in the different compartments can be adjusted and held in the time at the desired values as a function of the impedance of the buffer and that of the refrigerant, as well as heat losses to the outside (depending on the outside temperature), from the initial state of the buffer (eutectic) and the expected duration of transport.
  • a gap is formed between said housing and the lower part of said wall not waterproof or grid to allow the flow of said refrigerant gas down, this being heavier that air in case it comes from sublimation solid carbon dioxide (CO2).
  • CO2 sublimation solid carbon dioxide
  • the element can also be characterized in that the lower part of said housing is widened at its base to provide said buffer with a volume of capacity sufficient, this housing being advantageously made of a material with high thermal conductivity, for example in stainless steel or aluminum.
  • the refrigerant agent can come under any appropriate form recalled previously and the users will thus be able to obtain easily and low price the refrigerant, and introduce it into said element space just before placement of these in the isothermal enclosure.
  • the invention further relates to an enclosure isothermal fitted with one or more partition elements as just defined (see claims 8 to 13).
  • Such an enclosure preferably have the shape of a box or a classic parallelepiped box with insulating walls, can be closed hermetically using a also insulating cover, partition elements being then established, in this enclosure, as removable vertical walls, allowing to create compartments in this enclosure modular that can be maintained at different temperatures.
  • the height of the box or box representing the isothermal enclosure is substantially equal to the height of the double-sided partition element of the invention.
  • Such an enclosure could thus contain at least one element double-sided removable partition, comprising in its thickness two compartments contiguous to each other, the first compartment, not waterproof, being susceptible to be filled with a solid refrigerant and sublimable, in particular carbon dioxide or dry ice, the second compartment, waterproof, or case, being filled with a eutectic type buffer substance; a such a double-sided partition element delimits two compartments in the enclosure; it goes without saying that two partition elements determine three enclosures, etc ...
  • the insulated enclosure compartment adjoining the waterproof housing part of the double partition element face maintains the ambient temperature of said compartment at a temperature close to eutectic melting temperature, while the compartment adjoining the non-waterproof part of the double-sided partition element containing an element refrigerant is maintained at room temperature less than or equal to -18 ° C, therefore much less than the former.
  • the insulated enclosure provided with partition elements to removable double sided of the invention be loaded either with frozen products that already have a temperature less than or equal to -18 ° C for the compartment freezer next to the compartment containing the refrigerant, and products previously brought to the desired temperature for the product compartment fresh.
  • an entire refrigeration enclosure temperature generally positive
  • an entire enclosure of freezing negative temperature
  • such an enclosure has grooves extending at its bottom perpendicular to the plane of the cooling elements, these grooves allowing the circulation of gas from sublimation of the refrigerant, this gas, in principle refrigerated CO2 from gas sublimation solid carbon dioxide constituting the refrigerant, being heavier than air.
  • the whole device comprising an enclosure isothermal fitted with one or more partition elements removable double sided as described above therefore allows a double temperature transfer directed with maintaining a temperature which is: a) in the fresh produce compartment with an ambient temperature of 4 ° C ⁇ 4 ° C, said fresh product contained in such a compartment keeping a core temperature of 2 ° C ⁇ 2 ° C for a period between 0 and 4 hours, it being understood that the enclosure fitted with the double-sided partition the invention being charged with a fresh product previously brought to a homogeneous temperature of 2 ° C; b) with regard to the frozen food compartment, room temperature is maintained at a temperature less than or equal to -18 ° C, knowing that the the invention allows natural convection allowing the maintenance of a temperature not presenting no difference greater than 6 ° C between the top and the bottom of the enclosure; the core temperature of the products previously frozen and arranged in such compartment varies within a maximum range of -26 ° C at -18 ° C.
  • grooves extending perpendicular to the plane of the partition elements described above allows the circulation of gas from sublimation of the refrigerant by ensuring the natural convection of temperature and allowing maintaining homogeneous ambient temperature throughout the compartment within the limits described above.
  • the isothermal enclosure partially shown in perspective was referenced in 1 and is in the form of a box with lateral insulating walls 2 and ends 3, developed for example by molding of synthetic material, and comprising a foam of insulating material 4 between two shells, exterior 5 and interior 6; she can be closed with a waterproof cover (fig. 3).
  • the shell 6 On its lateral faces, the shell 6 has pairs of opposite vertical grooves 7, spaced according to a specific module.
  • the bottom 8 of the box and the extreme walls 3 they have ribs longitudinal 9.
  • the double-sided partition element having a double thermal transfer function, realized by example in stainless steel, is globally referenced in 10. It includes a buffer housing consisting of a flat (or ribbed) part 11 widened at its base at 12 and constituting a reservoir for a eutectic gel, water, air, expanded insulating material, etc.
  • the element 10 has a profile 13 allowing element 10 to be guided vertically by the grooves side 7 of the enclosure 1 during its installation in the latter.
  • Element 10 further includes a free space contiguous to face 11, extending above of the widened part 12 and delimited by a sheet metal perforated, grid or the like, referenced 14 in parallel to the flat part 11.
  • the fixing of the grid 14 on the buffer tank is provided by all suitable means, for example welding spots 17 between the grid and the corresponding part of the buffer tank.
  • this free space can be filled with a refrigerant 15 for example solid carbon dioxide, in all its forms.
  • the gas carbonic sublimation can escape in the insulated enclosure 1, on the side opposite the part plate 11, crossing the grid 14.
  • a temperature freezing for example of the order of -25 ° C (negative temperature)
  • Figure 4 there is shown an arrangement to obtain a refrigeration temperature, for example of the order of + 3 ° C, overall the isothermal enclosure 1. All you need is to have elements 10, with the desired agent charge refrigerant 15 so that their smooth faces 10 are arranged opposite each other, the grids 14 of these elements then being applied against the extreme walls 3 of the enclosure.
  • the layout reverse of the elements 10 will get in any the enclosure a freezing temperature for example of the order of -25 ° C.
  • FIG. 6 Another mode of implementation is shown in Figure 6 and relates to an insulated cabinet in the form of a refrigeration cabinet.
  • One of the elements 10 ' will always be arranged at the party the other element 10 ′ can be arranged at different heights, resting on cleats in projection 20 or of configuration similar to the example previous (groove 7 and conjugate profile 13), provided on the side walls 21 of the cabinet, or be of design similar to the cooling element and freezer described above.
  • the cooling element and freezer 10 'can consist of a tank 22 for the eutectic gel or the buffer tank, and of a tank 23 in thermal contact with this tank and intended to contain the refrigerant 24, again consisting, for example, of solid carbon dioxide.
  • the tray 23 being closed by a grid 14 ', we can have food or other products to maintain frozen, for example at a temperature of the order of -25 ° C as in the previous application, while that the lower part of the enclosure could be maintained at a refrigeration temperature of the order, for example, of 3 ° C for the products to keep it cool, and this for the duration of the transport of the cabinet 1 '.
  • the cabinet 1 ' is provided with walls insulating 25 to 27 having grooves 9 '(or grooves 7 ') ensuring good gas circulation cold and can be closed by an airtight door 28, also insulating and also comprising grooves or grooves fulfilling the same function as above.

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Description

La présente invention concerne la conservation, dans des conditions isothermes indépendantes de toute source d'énergie extérieure, de tous produits tels que par exemples les aliments ou les produits pharmaceutiques pour lesquels une température homogène doit être obligatoirement préservée entre le moment de leur préparation et leur utilisation par un utilisateur final.
Ceci implique que, notamment pendant le transport de ces produits, transport qui peut durer un laps de temps relativement long et, dans certains cas, atteindre plusieurs heures, cette chaíne isothermique ne soit pas rompue.
Se pose également le problème d'un transport simultané de produits devant impérativement être conservés à des températures différentes, sans rupture de leur chaíne de froid, tels les produits frais et les produits surgelés.
Il est en effet bien connu de l'homme du métier qu'une bonne conservation de produits alimentaires ou pharmaceutiques est dépendante non seulement du maintien de la température de conservation desdits produits, mais également d'une variation minimale autour de cette température et, en tout état de cause, exempte de changements de phases : un produit surgelé notamment se conservera moins bien lorsqu'il aura subi des écarts de température importants même vers des valeurs négatives élevées que des produits surgelés qui sont maintenus sensiblement à la même température, celle-ci ne devant naturellement pas être supérieure à -18°C. De même, un produit frais devant être maintenu à une température de 2-4°C peut subir des dommages importants à des températures négatives,
Il est par exemple connu du brevet US3971231 d'insérer, dans un caisson isolé, un conteneur rempli de carboglace ayant une paroi perforée et une paroi fermée. Cependant un tel conteneur ne permet pas de disposer, dans l'espace jouxtant la paroi fermée du conteneur, d'une température pouvant être maintenue à des valeurs positives.
Le problème posé, non encore résolu par la technologie existante, était donc la mise en oeuvre d'une enceinte isotherme autonome de toute source d'énergie extérieure, susceptible de contenir simultanément un ou plusieurs compartiments de taille modulable en fonction des besoins, des compartiments contigus présentant des températures d'ambiance suffisamment différentes pour assurer le maintien de la chaíne de froid tant pour des produits surgelés que pour des produits frais, notamment des salades, fruits ou autres.
Chaque compartiment devra assurer une température d'ambiance constante à la fois dans le volume dudit compartiment et dans le temps d'autonomie nécessaire au maintient de ces enceintes hors de toute source énergétique frigorigène extérieure, et en tout état de cause au moins pendant une durée comprise entre 0 et 4 heures.
Dans tout ce qui suit, on appellera "température constante" ou "température contrôlée" une température d'ambiance pour laquelle les variations se situent dans un intervalle de plus ou moins 4°C autour de la température choisie dans le compartiment de produits frais et la variation de température se situe entre -18°C et -26°C dans le compartiment de produits congelés ; la signification du maintien d'une température constante ou pratiquement constante nonobstant les variations de la température extérieure s'applique également aux variations dans le temps dans un intervalle de 0 à 4 h pendant lequel l'enceinte est dissociée de toute source de froid extérieure.
Le but encore de la présente invention est de réaliser une telle enceinte isotherme comportant un nombre quelconque de compartiments pouvant être maintenus individuellement à différentes températures, ne nécessitant pas la mise en oeuvre, dans cette enceinte, de cloisons séparatrices en matière isolante inerte, qui créeraient un volume mort important à l'intérieur de l'enceinte.
Les problèmes posés ci-dessus ont été résolus par l'invention qui consiste, conformément au préambule de la revendication 1 ou 2, en la mise au point d'un élément de cloison à double face, amovible, utilisable notamment dans une enceinte isotherme, comportant un premier compartiment, non étanche, rempli d'un élément frigorigène solide et sublimable, par exemple de la carboglace, et pourvu d'ouvertures réparties de façon sensiblement homogène sur sa face externe. L'invention est caractérisée en ce que l'élément de cloison comporte dans son épaisseur un deuxième compartiment contigu au premier, ce deuxième compartiment, étanche, pouvant être assimilé à un boítier, et étant rempli par un eutectique de température de fusion notablement supérieure à la température de sublimation ou de fusion de l'élément frigorigène, sous forme de gel ou de mélange, ou par de l'air. L'élément de cloison a pour fonction de diriger et de maintenir des températures suffisamment différentes pour pouvoir assurer des compartiments aptes à contenir simultanément des produits surgelés dans l'un et des produits frais dans l'autre, sans rupture de la chaíne du froid pour l'ensemble des produits considérés.
Par "eutectique", on entend dans la présente demande tout mélange de deux corps ou plus dont la fusion se fait à température constante. Dans ces conditions, tant que les frigories sont apportées par la carboglace, l'eutectique reste à une température constante qui est sa température de fusion, qui peut donc être déterminée par le choix du mélange eutectique considéré, en fonction de la température d'ambiance choisie dans le compartiment.
La seule condition est que la température de solidification de l'agent frigorigène (carboglace) soit très notablement inférieure à la température de fusion du gel ou du mélange eutectique.
Dans le cadre de la description de la présente invention, nous utilisons de façon indifférente les termes "eutectique", "mélange eutectique", "gel eutectique" ou "tampon" pour caractériser la substance (y compris l'air) qui est mise dans le boítier étanche et permet d'assurer et de maintenir une température dirigée dans le compartiment contigu audit boítier étanche sensiblement identique à la température de fusion de ladite substance tampon ou gel.
Dans les applications les plus courantes telles que celles qui ont été évoquées plus haut, cet agent frigorigène sera constitué de gaz carbonique solide sous toutes ses formes (plaquettes, sticks, pellets, neige) dont la température de sublimation est de -78°C à la pression atmosphérique, mais on peut envisager d'autres agents frigorigènes, dans d'autres applications. En tout cas, cet agent frigorigène pourra avoir pour fonctions de diriger une température, même très basse, dans l'un des volumes de l'enceinte isotherme et de transférer les frigories nécessaires à travers le boítier-tampon décrit précédemment en vue de maintenir une autre température dirigée différente dans un autre volume de l'enceinte isotherme, température déterminée en fonction de l'application envisagée, cette température étant par exemple voisine de 0°C pour le maintien d'aliments au frais.
On conçoit qu'un élément de cloison conforme à l'invention pourra ainsi constituer dans une enceinte isotherme au moins deux compartiments à températures différentes: du côté de l'espace à agent frigorigène, un compartiment de congélation à température en principe notablement inférieure à 0°C (jusqu'à -18 ou -25°C le cas échéant) pour les produits à maintenir à des températures négatives et du côté du boítier-tampon contenant par exemple le gel eutectique, un compartiment de réfrigération à température voisine de 0°C pour les produits à maintenir frais. Le "boítier-tampon" représente de la sorte entre ces deux compartiments réfrigérateur et congélateur, un mécanisme "d'équilibre d'impédance" évitant le recours à toute cloison isolante inerte.
L'avantage de ce système pour moduler le volume utile de chacun des compartiments apparaít clairement.
Bien entendu, les températures dans les différents compartiments peuvent être réglées et maintenus dans le temps aux valeurs voulues en fonction de l'impédance du tampon et de celle de l'agent frigorigène, ainsi que des pertes thermiques vers l'extérieur (fonction de la température extérieure), de l'état initial du tampon (eutectique) et de la durée prévue pour le transport.
Avantageusement, un interstice est ménagé entre ledit boítier et la partie inférieure de ladite paroi non étanche ou grille pour permettre l'écoulement dudit gaz réfrigérant vers le bas, celui-ci étant plus lourd que l'air dans le cas où il provient de la sublimation du gaz carbonique solide (CO2).
L'élément peut aussi se caractériser en ce que la partie inférieure dudit boítier est élargie à sa base pour offrir audit tampon un volume de contenance suffisante, ce boítier étant avantageusement réalisé en un matériau à conductibilité thermique élevée, par exemple en acier inoxydable ou en aluminium.
L'agent frigorigène pourra se présenter sous toute forme appropriée rappelée précédemment et les utilisateurs pourront ainsi se procurer facilement et à bas prix l'agent frigorigène, et l'introduire dans ledit espace des éléments juste avant mise en place de ceux-ci dans l'enceinte isotherme.
L'invention concerne par ailleurs une enceinte isotherme équipée d'un ou plusieurs éléments de cloison tels qu'ils viennent d'être définis (voir revendications 8 à 13). Une telle enceinte aura préférentiellement la forme d'un caisson ou d'une boíte parallélépipédique classique à parois isolantes, pouvant être fermée de façon hermétique à l'aide d'un couvercle également isolant, les éléments de cloison étant alors établis, dans cette enceinte, en tant que parois verticales amovibles, permettant de constituer dans cette enceinte des compartiments modulables susceptibles d'être maintenus à différentes températures.
La hauteur du caisson ou de la boíte représentant l'enceinte isotherme est sensiblement égale à la hauteur de l'élément de cloison à double face de l'invention.
Une telle enceinte pourra ainsi contenir au moins un élément de cloison à double face amovible, comportant dans son épaisseur deux compartiments contigus l'un à l'autre, le premier compartiment, non étanche, étant susceptible d'être rempli par un élément frigorigène solide et sublimable, notamment du gaz carbonique ou carboglace, le deuxième compartiment, étanche, ou boítier, étant rempli par une substance tampon de type eutectique ; un tel élément de cloison à double face délimite deux compartiments dans l'enceinte ; il va de soi que deux éléments de cloison déterminent trois enceintes, etc... ; le compartiment de l'enceinte isotherme jouxtant la partie boítier étanche de l'élément de cloison à double face, maintient la température d'ambiance dudit compartiment à une température voisine de la température de fusion de l'eutectique, alors que le compartiment jouxtant la partie non étanche de l'élément de cloison à double face contenant un élément frigorigène est maintenu à une température d'ambiance inférieure ou égale à -18°C, donc très inférieure à la précédente.
Il va de soi que, pour que la température à coeur des produits conservés dans l'un ou l'autre des compartiments reste constante et ne subisse pas de rupture dans la chaíne du froid, il est nécessaire que l'enceinte isotherme munie des éléments de cloison à double face amovible de l'invention soient chargés soit avec des produits surgelés ayant déjà une température inférieure ou égale à -18°C pour le compartiment congélateur jouxtant le compartiment contenant le frigorigène, et des produits préalablement amenés à la température désirée pour le compartiment produits frais.
Avec deux éléments conformes à l'invention accolés à deux parois opposées d'une telle enceinte, on peut aussi obtenir, selon l'orientation de ces éléments, soit une enceinte entière de réfrigération (température positive en général), soit une enceinte entière de congélation (température négative), selon que les faces du boítier étanche contenant le tampon seront disposées vis-à-vis l'une de l'autre ou qu'elles seront disposées chacune contre la paroi correspondante (en principe la paroi d'extrémité la plus étroite de l'enceinte).
Avantageusement encore, une telle enceinte comporte dans son fond des rainures s'étendant perpendiculairement au plan des éléments réfrigérants, ces rainures permettant la circulation du gaz de sublimation de l'agent frigorigène, ce gaz, en principe du CO2 réfrigéré provenant de la sublimation du gaz carbonique solide constituant l'agent frigorigène, étant plus lourd que l'air.
L'ensemble du dispositif comportant une enceinte isotherme munie d'un ou plusieurs éléments de cloison amovibles à double face tel que décrit précédemment autorise donc un double transfert de température dirigée avec maintien d'une température qui est : a) dans le compartiment produits frais le maintien d'une température d'ambiance de 4°C ± 4°C, ledit produit frais contenu dans un tel compartiment gardant une température à coeur de 2°C ± 2°C pendant une durée comprise entre 0 et 4 heures, étant entendu que l'enceinte munie de la cloison à double face de l'invention étant chargée par un produit frais préalablement amené à une température homogène de 2°C ; b) pour ce qui concerne le compartiment de surgelés, la température d'ambiance est maintenue à une température inférieure ou égale à -18°C, sachant que le système de l'invention autorise une convection naturelle permettant le maintien d'une température ne présentant pas d'écart supérieur à 6°C entre le haut et le bas de l'enceinte; la température à coeur des produits préalablement surgelés et disposés dans un tel compartiment varie dans un intervalle maximum de -26°C à -18°C.
Enfin, la présence de rainures s'étendant perpendiculairement au plan des éléments de cloison décrits ci-dessus permet la circulation du gaz de sublimation de l'agent frigorigène en assurant la convection naturelle de la température et permettant le maintien d'une homogénéité de la température ambiante dans l'ensemble du compartiment dans les limites décrites ci-dessus.
Des modes d'exécution de l'invention vont maintenant être décrits à titre d'exemples nullement limitatifs avec référence aux figures des dessins ci-annexés dans lesquels :
  • la figure 1 montre en perspective un élément réfrigérant et congélateur conforme à l'invention, disposé en tant que cloison intermédiaire dans une enceinte isotherme, laquelle est représentée en perspective avec arrachements;
  • la figure 2 est une vue en plan de l'élément réfrigérant;
  • la figure 3 montre schématiquement en coupe une enceinte isotherme conforme à l'invention et divisée par un élément en un compartiment congélateur et un compartiment réfrigérant;
  • la figure 4 montre schématiquement en coupe une enceinte de réfrigération isotherme conforme à l'invention, dans laquelle le froid est maintenu par deux éléments disposés de telle sorte que leurs boítiers-tampons se fassent vis-à-vis;
  • la figure 5 montre schématiquement en coupe une enceinte de congélation isotherme conforme à l'invention, dans laquelle le froid est maintenu par deux éléments disposés de telle sorte que leurs boítiers-tampons soient tournés vers les parois d'extrémité de l'enceinte;
  • la figure 6 montre une application de l'invention à une enceinte isotherme en forme d'armoire frigorifique comportant deux compartiments modulables à températures différentes.
Sur la figure 1, l'enceinte isotherme partiellement représentée en perspective a été référencée en 1 et se présente sous la forme d'un caisson à parois isolantes latérales 2 et extrêmes 3, élaboré par exemple par moulage de matière synthétique, et comportant une mousse de matériau isolant 4 entre deux coquilles, extérieure 5 et intérieure 6 ; elle peut être fermée par un couvercle étanche la (fig. 3). Sur ses faces latérales, la coquille 6 présente des paires de gorges opposées 7 verticales, espacées selon un module déterminé. Quant au fond 8 du caisson et aux parois extrêmes 3, ils présentent des nervures longitudinales 9.
L'élément de cloison à double face, présentant une double fonction de transfert thermique, réalisé par exemple en acier inoxydable, est référencé globalement en 10. Il comporte un boítier-tampon constitué d'une partie plate (ou nervurée) 11 élargie à sa base en 12 et constituant un réservoir pour un gel eutectique, de l'eau, de l'air, une matière isolante expansée, etc... L'élément 10 présente un profil 13 permettant à l'élément 10 d'être guidé verticalement par les gorges latérales 7 de l'enceinte 1 lors de sa mise en place dans cette dernière. L'élément 10 comporte en outre un espace libre contigu à la face 11, s'étendant au-dessus de la partie élargie 12 et délimité par une tôle perforée, grille ou analogue, référencée 14 en parallèle à la partie plate 11. La fixation de la grille 14 sur le réservoir-tampon est assurée par tout moyen approprié, par exemple des points de soudure 17 entre la grille et la partie correspondante du réservoir-tampon. De la sorte, cet espace libre peut être rempli par un agent frigorigène 15 par exemple du gaz carbonique solide, sous toutes ses formes. Le gaz carbonique de sublimation peut ainsi s'échapper dans l'enceinte isotherme 1, du côté opposé à la partie plate 11, en traversant la grille 14. Dans le compartiment de l'enceinte 1 situé à gauche de l'élément 10, on pourra ainsi maintenir une température de congélation, par exemple de l'ordre de -25°C (température négative), pendant un temps appréciable, suffisant pour assurer un transport normal de produits congelés, tandis que dans le compartiment de l'enceinte situé à droite de cet élément, on pourra maintenir une température de réfrigération en général supérieure à 0°C (figure 3) (température positive).
Pour assurer une bonne circulation du gaz carbonique de sublimation dans l'enceinte de congélation, on prévoit un léger espace 16 (figure 2) entre la partie inférieure de la grille 14 et la partie élargie 12 du réservoir-tampon. Les nervures 9 du fond 8 et des parois extrêmes de l'enceinte contribuent à assurer cette bonne circulation.
A la figure 4 on a représenté une disposition permettant d'obtenir une température de réfrigération, par exemple de l'ordre de +3°C, dans l'ensemble de l'enceinte isotherme 1. Il suffit pour cela de disposer les éléments 10, avec la charge voulue d'agent frigorigène 15 de telle sorte que leurs faces lisses 10 soient disposées vis-à-vis l'une de l'autre, les grilles 14 de ces éléments étant alors appliquées contre les parois extrêmes 3 de l'enceinte.
Comme représenté sur la figure 5, la disposition inverse des éléments 10 permettra d'obtenir dans toute l'enceinte une température de congélation, par exemple de l'ordre de -25°C.
Un autre mode de mise en oeuvre est représenté dans la figure 6 et est relatif à une armoire isotherme en forme d'armoire frigorifique. Deux éléments de cloison conformes à l'invention 10' disposés en tant que cloisons horizontales dans une armoire isotherme 1', par exemple montée sur des roues 19. L'un des éléments 10' sera toujours disposé à la partie supérieure, l'autre élément 10' peut être disposé à différentes hauteurs, en reposant sur des taquets en saillie 20 ou de configuration analogue à l'exemple précédent (gorge 7 et profil conjugué 13), prévus sur les parois latérales 21 de l'armoire, soit être de conception analogue à l'élément réfrigérant et congélateur décrit précédemment. L'élément réfrigérant et congélateur 10' peut être constitué d'un réservoir 22 pour le gel eutectique ou le réservoir-tampon, et d'un bac 23 en contact thermique avec ce réservoir et destiné à contenir l'agent frigorigène 24, là encore constitué, par exemple par du gaz carbonique solide. Le bac 23 étant fermé par une grille 14', on pourra y disposer des aliments ou autres produits à maintenir congelés, par exemple à une température de l'ordre de -25°C comme dans le cas d'application précédent, tandis que la partie inférieure de l'enceinte pourra être maintenue à une température de réfrigération de l'ordre, par exemple, de 3°C pour les produits à maintenir au frais, et ceci pendant toute la durée du transport de l'armoire 1'.
Bien entendu, l'armoire 1' est pourvue de parois isolantes 25 à 27 comportant des rainures 9' (ou des gorges 7') assurant une bonne circulation des gaz froids et peut être fermée par une porte hermétique 28, également isolante et comportant aussi des rainures ou des gorges remplissant la même fonction que ci-dessus.

Claims (13)

  1. Elément de cloison (10) à double face, amovible, notamment pour enceinte isotherme, comportant un premier compartiment, non étanche, rempli par un élément frigorigène (15) solide et sublimable, notamment du gaz carbonique ou carboglace, et pourvu sur sa face externe (14) de plusieurs ouvertures autorisant la diffusion vers l'extérieur du compartiment de l'élément frigorigène sublimé, caractérisé en ce qu'il comporte dans son épaisseur un deuxième compartiment contigu au premier, le deuxième compartiment, étanche, ou boítier (11) étant rempli par de l'air,
    ledit élément de cloison à double compartiment ayant pour fonction de diriger et de maintenir des températures notablement différentes de part et d'autre dudit élément.
  2. Elément de cloison (10) à double face, amovible, notamment pour enceinte isotherme, comportant un premier compartiment, non étanche, rempli par un élément frigorigène (15) solide et sublimable, notamment du gaz carbonique ou carboglace, et pourvu sur sa face externe (14) de plusieurs ouvertures autorisant la diffusion vers l'extérieur du compartiment de l'élément frigorigène sublimé, caractérisé en ce qu'il comporte dans son épaisseur un deuxième compartiment contigu au premier, le deuxième compartiment, étanche, ou boítier (11) étant rempli par un eutectique de température de fusion notablement supérieure à la température de sublimation ou de fusion de l'élément frigorigène,
    ledit élément de cloison à double compartiment ayant pour fonction de diriger et de maintenir des températures notablement différentes de part et d'autre dudit élément.
  3. Elément de cloison selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un interstice (16) est ménagé entre la face externe du compartiment non étanche et la partie inférieure du boítier étanche pour permettre l'écoulement dudit gaz frigorigène vers le bas.
  4. Elément de cloison selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boítier étanche est élargi à sa base (12) pour offrir à l'eutectique un volume de contenance suffisante.
  5. Elément de cloison selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans un matériau à conductibilité thermique élevée, notamment en métal ou alliage métallique.
  6. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'espace compris entre le boítier étanche (11) et la face externe du boítier non étanche (14) est rempli de gaz carbonique solide (15) sous toutes ses formes et constituant l'agent frigorigène.
  7. Elément selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que le gaz carbonique solide repose sur la base élargie (12) dudit boítier.
  8. Enceinte isotherme, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un élément de cloison (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, disposé en tant que paroi verticale, amovible et dont la hauteur correspond sensiblement à celle des parois latérales (2) de ladite enceinte (1).
  9. Enceinte isotherme selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un élément de cloison (10) délimitant au moins deux compartiments intérieurs, l'un en contact avec le boítier étanche maintenu à une température d'ambiance voisine de la température de fusion de l'eutectique, l'autre en contact avec le compartiment non étanche contenant le frigorigène et maintenu à une température de congélation très inférieure à la précédente, avec un écart situé dans un intervalle de températures allant de - 18 à - 25°C.
  10. Enceinte isotherme selon la revendication 8, caractérisée en ce que deux de ses parois opposées (3) sont recouvertes chacune d'un élément de cloison conforme à l'une des revendications 2 à 7, les compartiments étanches de chacun des éléments de cloison étant vis-à-vis l'un de l'autre de sorte à constituer entre eux un compartiment isotherme maintenu à une température positive voisine de la température de fusion de l'eutectique.
  11. Enceinte isotherme selon la revendication 8, caractérisée en ce que deux de ses parois opposées (3) sont recouvertes chacune d'un élément de cloison (10) conforme à l'une des revendications 1 à 7, leurs boítiers étanches respectifs étant disposés contre ses parois de sorte à constituer entre lesdits éléments un compartiment isotherme maintenu à une température de congélation.
  12. Enceinte isotherme selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte dans son fond (8) des rainures (9) s'étendant perpendiculairement au plan des éléments de cloison (10), ces rainures (9) permettant la circulation du gaz de sublimation de l'agent frigorigène.
  13. Enceinte isotherme en forme d'armoire frigorifique, caractérisée en ce qu'elle contient des éléments de cloison réfrigérant et congélateur (10') selon l'une des revendications 1 à 3, ces éléments étant disposés horizontalement dans l'enceinte, l'une à la partie supérieure, l'autre sous la forme d'une paroi séparatrice amovible et de hauteur réglable, et comportant d'une part un réservoir plat (22) contenant un gel eutectique ou de l'air, et d'autre part un bac (23) fermé par une grille (14') et dans lequel peut être déversée la quantité voulue d'élément frigorigène (15), notamment sous forme de gaz carbonique solide.
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