EP0942244A1 - Dispositif brise-jet pour compartiment cryogénique de conteneur isothermique - Google Patents

Dispositif brise-jet pour compartiment cryogénique de conteneur isothermique Download PDF

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EP0942244A1 EP99420062A EP99420062A EP0942244A1 EP 0942244 A1 EP0942244 A1 EP 0942244A1 EP 99420062 A EP99420062 A EP 99420062A EP 99420062 A EP99420062 A EP 99420062A EP 0942244 A1 EP0942244 A1 EP 0942244A1
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drawer
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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
    • F25D3/12—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow
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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
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/001—Arrangement or mounting of control or safety devices for cryogenic fluid systems

Definitions

  • the invention relates to the field of isothermal containers comprising, above a storage compartment, a cryogenic compartment for the storage of dry ice ensuring the conservation of fresh or frozen products.
  • It relates more particularly to the compartments cryogenic whose front face is equipped with at least one opening connectable to the injector of a dioxide injection device carbon in liquid phase, and at least one opening which can be connected to a suction source to recover carbon dioxide, during snow formation.
  • this consists of a removable tray or a drawer, this tray or drawer being slidably mounted in slides arranged in the inner wall of the container.
  • the object of the present invention is to remedy this disadvantage by providing a spray breaker for a tray or drawer cryogenic compartment supplied by an external nozzle, reducing the effects of pressure on the tank and abrasion on the retention wall snow, but also improving snow filling.
  • the jet breaker is consisting of a tubular mesh of pressure-resistant material which, arranged in the snow storage chamber, is an extension of the opening for the injector of an injection device, is linked to the wall front of this drawer by one of its ends, is closed at its other end and comprises, at least in part of its wall, meshes, forming a regular lacunar network letting pass the gas but also the snow forming inside the trellis.
  • the ratio S1 / S2 between the perforated surface S1 and the surface S2 of the part allowing the snow to pass through the tubular trellis is between 0.45 and 0.8.
  • the tubular trellis is provided with mesh over its entire periphery and has, on its upper part and on its entire length, a semi-cylindrical mesh cover corresponding.
  • This hood opposes the exit of the snow upwards, in direction of the porous sheet of gas and therefore opposes its clogging by snow, which guarantees the evacuation of gas. It also promotes snow distribution over the entire bottom of the cryogenic compartment.
  • the reference numeral 2 denotes, so general, an isothermal container 2 with a front door 3 and whose cavity internal is provided with slides, respectively lateral 4 and posterior 5, in which the edges, respectively lateral and posterior, from the bottom 6 of a drawer 7.
  • This drawer divides the internal cavity of the container in an upper cryogenic compartment A and a compartment lower B for storage of fresh or frozen products.
  • the drawer 7 has a front wall 8, capable of being fitted into an appropriate rebate of the container, and its bottom 6 is integral with a parallelepipedic tank 9 in form of box open upwards and whose upper opening is closed by a sheet 10, porous to gas but not to dry ice.
  • the drawer is, for example, made by rotational molding of polyethylene and its hollow walls are filled with an insulating material, such than polyurethane foam 12.
  • Room C communicates with the exterior by an opening 14, visible in FIG. 1, formed in the wall front 8 of the drawer.
  • the gas accumulation chamber D it communicates with the outside through an opening 15, formed in the same wall 8.
  • the tank 9 is equipped with a jet breaker 20 which is consisting of a tubular mesh 21 of pressure-resistant material, extending longitudinally inside the tank. Its anterior end is fixed on the internal face of the front wall 8, in the extension of the opening 14, for example by a flange 22. The other end of the jet breaker is closed and shaped as lug 23. This is fixed by a screw transverse not shown, on a step 24 projecting from the bottom of the tank and disposed near the rear wall 6a of this tank.
  • Leg 23 is advantageously formed by flattening the tubular mesh in one of its diametrical plans.
  • This tubular mesh is crossed by meshes 25.
  • it may consist of metallic fabric, metallic fabric, metal deployed or by a perforated sheet.
  • the perforations 25 are distributed in the part of the tubular mesh 21 which forms opposite the bottom 6 of the tank, that is to say substantially on its half lower, which implies that its upper part has no perforations.
  • the trellis tubular 21 is constituted by a metallic fabric, bent to form a sleeve whose longitudinal edges are connected by a few points of solder 26.
  • the upper part of the body, thus obtained, is covered by a semi-cylindrical cover 27, formed by a metal sheet which, after putting in shape, is fixed to the canvas by welds 28.
  • the metal canvas is also welded to the flange 22, so as to form an assembly monolithic with this flange.
  • the S1 / S2 ratio between, respectively, the total area perforated S1 of the meshes 25 used and the surface S2 of the cylindrical part tubular mesh allowing snow to pass, is between 0.45 and 0.8, and that whatever the dimension of the meshes which is defined according mechanical strength of the jet breaker.
  • the pressurized jet emitted by the injector 18 remaining outside the jetbreaker is distributed longitudinally inside the body tubular of the breakwater 20 where it immediately turns into snow and gas. Due to its rigid structure, the jet breaker absorbs without deformation the forces resulting from this projection, and already reduced by the relaxation immediate. Furthermore, the non-perforated part, constituted by the cover 27, opposes any upward projection, in the direction of the sheet 10, and therefore prevents it, which is more fragile, from being subjected to accelerating forces its wear by abrasion.
  • the gas escapes from the tank through the sheet 10, as shown in arrow 33, and from there goes to room D where it is sucked by means connected to the opening 15 formed in the wall frontal.
  • the jet breaker is inexpensive and its low cost is more than offset by longer service life of the drawer, since, during repeated injections, its resistance is not affected and therefore can be used safely for many fills.
  • the jet breaker is porous to snow throughout its periphery.
  • it can be juxtaposed with another jet breaker, arranged in the same bin or in a neighboring bin.

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Abstract

Dans le conteneur (2), le compartiment cryogénique (A) est constitué par un tiroir (7) monté de manière amovible dans des glissières (4,5) du conteneur et comportant intérieurement une nappe (10), poreuse au gaz et séparant au moins une chambre (C) de stockage de la neige d'une chambre (D) d'accumulation du gaz, la paroi frontale (8) du tiroir (7) étant munie d'au moins une ouverture (14) d'injection de dioxyde de carbone en phase liquide, et d'au moins une ouverture (15) d'aspiration du gaz. Le dispositif est constitué par un treillis tubulaire (21), en matériau résistant à la pression qui, disposé dans la chambre (C) de stockage de la neige, est dans le prolongement de l'ouverture (14) pour l'injecteur extérieur de l'appareil d'injection, est lié à la paroi frontale (8) du tiroir (7) par l'une de ses extrémités, est fermé à son autre extrémité et comporte, au moins dans une partie de sa paroi, des mailles (25), formant un réseau lacunaire laissant passer le gaz, mais aussi la neige se formant à l'intérieur du treillis tubulaire. <IMAGE>

Description

L'invention concerne le domaine des conteneurs isothermiques comprenant, au-dessus d'un compartiment de conservation, un compartiment cryogénique pour le stockage de neige carbonique assurant la conservation des produits frais ou surgelés.
Elle concerne plus particulièrement les compartiments cryogéniques dont la face avant est équipée d'au moins une ouverture pouvant être raccordée à l'injecteur d'un appareil d'injection de dioxyde de carbone en phase liquide, et d'au moins une ouverture pouvant être raccordée à une source d'aspiration pour récupérer le gaz carbonique, pendant la formation de la neige.
En général, pour permettre le nettoyage du compartiment cryogénique, celui-ci est constitué par un bac amovible ou par un tiroir, ce bac ou tiroir étant monté coulissant dans des glissières ménagées dans la paroi interne du conteneur.
Lors du chargement du compartiment cryogénique, la pression d'injection du dioxyde de carbone en phase liquide est de l'ordre de 15 à 25 bars. Pour éviter que cette pression endommage le compartiment, il est connu, par exemple par la demande de brevet français 2 706 920, de réaliser le bac en métal et de disposer dans celui-ci une ou plusieurs parois déflectrices qui réduisent la violence des jets de dioxyde de carbone en phase liquide sortant de buses d'injection disposées dans le compartiment. Une telle solution est onéreuse et n'est pas applicable aux bacs isothermiques en matière synthétique, plus adaptés à la conservation des produits frais, car ne nécessitant pas d'écran isolant supplémentaire pour limiter le rayonnement froid généré par le fond d'un bac métallique.
Les demandes de brevets français 2 751 623 et 2 752 049, au nom de la déposante, décrivent de tels bacs ou tiroirs équipés d'une nappe de rétention de la neige carbonique. Cette nappe, qui est poreuse au gaz et non à la neige carbonique, est renforcée par un grillage métallique. L'injection est réalisée au moyen d'un équipement extérieur dont l'unique injecteur est disposé dans l'ouverture frontale du compartiment. Lors de l'injection du dioxyde de carbone en phase liquide, et indépendamment des efforts communiqués aux parois et à la nappe, dont l'usure est assez rapide, le jet perturbe la formation de la neige carbonique qui s'amasse localement et ne se répartit pas sur tout le fond du bac. Cela réduit la surface d'échange avec le compartiment de conservation et modifie donc les conditions de conservation.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en fournissant un dispositif brise-jet pour bac ou tiroir de compartiment cryogénique alimentable par une buse extérieure, réduisant les effets de la pression sur le bac et de l'abrasion sur la paroi de rétention de la neige, mais aussi améliorant le remplissage en neige.
A cet effet, dans le tiroir selon l'invention, le brise-jet est constitué par un treillis tubulaire en matériau résistant à la pression qui, disposé dans la chambre de stockage de la neige, est dans le prolongement de l'ouverture pour l'injecteur d'un appareil d'injection, est lié à la paroi frontale de ce tiroir par l'une de ses extrémités, est fermé à son autre extrémité et comporte, au moins dans une partie de sa paroi, des mailles, formant un réseau lacunaire régulier laissant passer le gaz mais aussi la neige se formant à l'intérieur du treillis.
Ainsi, lors de l'injection du dioxyde de carbone en phase liquide dans le compartiment cryogénique, la pression du jet est absorbée par le treillis tubulaire, de sorte que les efforts perçus par les parois sont considérablement réduits. Sous l'effet de la détente, le dioxyde de carbone liquide se transforme, à l'intérieur du brise-jet, en neige carbonique qui, sous l'effet de la pression résiduelle, passe à travers les passages libres du treillis tubulaire et se répartit uniformément sur le fond du compartiment.
Avantageusement, le rapport S1/S2 entre la surface perforée S1 et la surface S2 de la partie laissant passer la neige du treillis tubulaire est compris entre 0,45 et 0,8.
En effet, il s'est révélé qu'un rapport surface de vide S1/surface pleine S2 inférieur à 0,45 entraínait des pertes de rendement dans la formation de la neige carbonique.
Dans une forme d'exécution, le treillis tubulaire est muni de mailles sur toute sa périphérie et comporte, sur sa partie supérieure et sur toute sa longueur, un capot semi cylindrique d'obturation des mailles correspondantes.
Ce capot s'oppose à la sortie de la neige vers le haut, en direction de la nappe poreuse au gaz et s'oppose donc à son colmatage par la neige, ce qui garantit l'évacuation du gaz. Il favorise également la distribution de la neige sur tout le fond du compartiment cryogénique.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant une forme d'exécution du dispositif brise-jet dans le cas de son application à un conteneur équipé d'un bac tiroir.
  • Figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble du bac tiroir,
  • Figure 2 en est une vue en coupe longitudinale, lorsqu'il est mis en place dans un conteneur isothermique et lors de la phase d'injection,
  • Figure 3 est une vue en coupe transversale suivant III-III de figure 2,
  • Figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de figure 2 montrant, à échelle agrandie, la section transversale du corps tubulaire du brise-jet.
    • Dans ce dessin, la référence numérique 2 désigne, de manière générale, un conteneur isothermique 2 à porte frontale 3 et dont la cavité interne est munie de glissières, respectivement latérales 4 et postérieure 5, dans lesquelles peuvent s'engager les bords, respectivement latéraux et postérieur, du fond 6 d'un tiroir 7. Ce tiroir divise la cavité interne du conteneur en un compartiment cryogénique supérieur A et un compartiment inférieur B de conservation de produits frais ou surgelés.
    Dans la forme d'exécution représentée, le tiroir 7 comporte une paroi frontale 8, apte à venir s'encastrer dans une feuillure appropriée du conteneur, et son fond 6 est solidaire d'un bac parallélépipédique 9 en forme de boíte ouverte vers le haut et dont l'ouverture supérieure est obturée par une nappe 10, poreuse au gaz mais non à la neige carbonique.
    Le tiroir est, par exemple, réalisé par roto moulage de polyéthylène et ses parois creuses sont remplies par un matériau isolant, tel que de la mousse de polyuréthanne 12.
    Le bac 9, dont la cavité interne constitue la chambre C de stockage de la neige carbonique, est moins haut et moins large que le compartiment A dans lequel il est disposé, de manière à ménager dans ce compartiment une chambre D d'accumulation du gaz pendant la phase d'injection du dioxyde de carbone, mais aussi lors de la sublimation de la neige carbonique pendant la conservation. La chambre C communique avec l'extérieur par une ouverture 14, visible figure 1, ménagée dans la paroi frontale 8 du tiroir. Quant à la chambre D d'accumulation du gaz, elle communique avec l'extérieur par une ouverture 15, ménagée dans la même paroi 8.
    Ces deux ouvertures sont obturables, soit par un bouchon, soit simplement par des joints 16 portés par la porte frontale 3 et venant en appui sur la paroi 8, lors de la fermeture de la porte.
    Selon l'invention, le bac 9 est équipé d'un brise-jet 20 qui est constitué par un treillis tubulaire 21 en matériau résistant à la pression, s'étendant longitudinalement à l'intérieur du bac. Son extrémité antérieure est fixée sur la face interne de la paroi frontale 8, dans le prolongement de l'ouverture 14, par exemple par une bride 22. L'autre extrémité du brise-jet est fermée et conformée en patte 23. Celle-ci est fixée, par une vis transversale non représentée, sur un redan 24 saillant du fond du bac et disposé à proximité de la paroi arrière 6a de ce bac. La patte 23 est avantageusement formée par aplatissement du treillis tubulaire dans l'un de ses plans diamétraux.
    Ce treillis tubulaire est traversé par des mailles 25. Selon les formes d'exécution, et en fonction des pressions d'injection utilisées, il peut être constitué par un tissu métallique, une toile métallique, du métal déployé ou par une tôle perforée.
    Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, les perforations 25 sont réparties dans la partie du treillis tubulaire 21 qui fait vis à vis au fond 6 du bac, c'est-à-dire sur sensiblement sa moitié inférieure, ce qui implique que sa partie supérieure ne comporte pas de perforations.
    Dans la forme d'exécution représentée figure 4, le treillis tubulaire 21 est constitué par une toile métallique, cintrée pour former un manchon dont les bords longitudinaux sont reliés par quelques points de soudure 26. La partie supérieure du corps, ainsi obtenu, est recouverte par un capot semi cylindrique 27, formé par une tôle métallique qui, après mise en forme, est fixée sur la toile par des soudures 28. La toile métallique est également soudée sur la bride 22, de manière à former un ensemble monolithique avec cette bride.
    Le rapport S1/S2 entre, respectivement la surface totale perforée S1 des mailles 25 utilisées et la surface S2 de la partie cylindrique du treillis tubulaire laissant passer la neige, est compris entre 0,45 et 0,8, et cela quelle que soit la dimension des mailles qui est définie en fonction de la résistance mécanique du brise-jet.
    Lorsqu'il est procédé au remplissage du bac au moyen d'un appareil 17, distribuant par un injecteur 18, une quantité dosée de dioxyde de carbone en phase liquide, le jet sous pression émis par l'injecteur 18 restant hors du brise jet se répartit longitudinalement à l'intérieur du corps tubulaire du brise-jet 20 où il se transforme immédiatement en neige et en gaz. En raison de sa structure rigide, le brise jet absorbe sans déformation les efforts résultant de cette projection, et déjà réduits par la détente immédiate. Par ailleurs, la partie non perforée, constituée par le capot 27, s'oppose à toute projection vers le haut, en direction de la nappe 10, et évite donc que celle-ci, plus fragile, soit soumise à des efforts accélérant son usure par abrasion.
    Sous l'effet de la pression, la neige traverse les mailles 25 du brise jet et se répartit uniformément sur le fond du bac, comme montré en 31 à la figure 3. Seule, une zone 32, disposée immédiatement sous le brise-jet ne comporte pas de neige, puisqu'elle est chassée par le souffle de la neige et du gaz passant à travers le brise-jet, mais la surface ainsi délaissée est peu importante par rapport à la surface totale du bac dans laquelle la neige se répartit uniformément. Par effet d'accumulation la neige se répartit au-dessus du brise-jet.
    Pendant l'injection, le gaz s'échappe du bac par la nappe 10, comme le montre la flèche 33, et de là va dans la chambre D où il est aspiré par des moyens raccordés à l'ouverture 15 ménagés dans la paroi frontale.
    A titre d'exemple de réalisation il est décrit les conditions de remplissage d'un tiroir comportant un bac parallélépipédique ayant pour dimensions intérieures 407 x 533 x 90 mm et une capacité de 19,5 dm3 et dans lequel le brise-jet, ayant un diamètre de 35 mm et une longueur de 530 mm, était réalisé dans une toile métallique ayant des mailles carrées de 1,5 mm formées par des fils dont l'épaisseur était de 0,5 mm. La nappe 10 disposée en dessus de l'ouverture du bac était constituée par un média filtrant en fibres de polypropylène liées thermiquement et résistant à l'humidité. Les caractéristiques de cette nappe étaient les suivantes :
    • Poids 200g / m2
    • Epaisseur 15 mm
    • Classification G3
    • Rendement gravimétrique 85%
    • Rendement opacimétrie moins de 20 %
    • Capacité de colmatage 600 g / m2
    L'injection de dioxyde de carbone en phase liquide sous une pression de 21 Bars, avec un débit de 19,2 Kg / mn pendant 30 secondes permet d'obtenir 4,3 Kilogrammes de neige, soit un rendement de 44,79 %.
    Divers essais ont permis de constater que ce rendement variait entre 42 et 46 % selon le débit et la pression d'injection du dioxyde de carbone en phase liquide, des caractéristiques de la nappe 10 et des conditions de température de la ligne de remplissage et du bac.
    En raison de sa simplicité, le brise-jet est peu onéreux et son faible coût est largement compensé par une plus grande durée d'utilisation du tiroir, puisque, lors des injections répétées, sa résistance n'est pas affectée et qu'il peut donc être utilisé sans risque pour de très nombreux remplissages. Dans certaines applications, et par exemple lorsqu'il est très éloigné de la nappe 10, le brise-jet est poreux à la neige sur toute sa périphérie. Par ailleurs, il peut être juxtaposé à un autre brise-jet, disposé dans le même bac ou dans un bac voisin.

    Claims (5)

    1. Dispositif brise-jet pour compartiment cryogénique de conteneur isothermique dans lequel le compartiment cryogénique (A) est constitué par un tiroir (7) monté de manière amovible dans des glissières du conteneur et comportant intérieurement une nappe (10), poreuse au gaz et séparant au moins une chambre (C) de stockage de la neige d'une chambre (D) d'accumulation du gaz, la paroi frontale (8) du tiroir étant munie d'au moins une ouverture (14), obturable et raccordable à l'injecteur extérieur d'un appareil d'injection de dioxyde de carbone en phase liquide, et d'au moins une ouverture obturable et raccordable à une source d'aspiration du gaz, caractérisé en ce qu'il est constitué par un treillis tubulaire (21), en matériau résistant à la pression qui, disposé dans la chambre (C) de stockage de la neige, est dans le prolongement de l'ouverture (14) pour l'injecteur extérieur de l'appareil d'injection, est lié à la paroi frontale (8) du tiroir (7) par l'une de ses extrémités, est fermé à son autre extrémité et comporte, au moins dans une partie de sa paroi, des mailles (25), formant un réseau lacunaire laissant passer le gaz, mais aussi la neige se formant à l'intérieur du treillis tubulaire.
    2. Dispositif brise-jet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le treillis tubulaire (21) est muni de mailles (25) sur toute sa périphérie et comporte, sur sa partie supérieure et sur toute sa longueur, un capot semi cylindrique (27) d'obturation des mailles correspondantes.
    3. Dispositif brise-jet selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité antérieure du treillis tubulaire (21) est solidaire d'une bride circulaire (22) de fixation contre la face interne de la paroi frontale (8) du bac (7), tandis que son autre extrémité est solidaire d'une patte (23) de fixation sur un redan (24) saillant du fond (6) de ce bac.
    4. Dispositif brise-jet selon l'ensemble des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que la patte de fixation (23) est formée par aplatissement de l'extrémité du treillis tubulaire (21).
    5. Dispositif brise-jet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport S1/S2 entre la surface perforée (S1) et la surface (S2) de la partie du treillis tubulaire laissant passer la neige est compris entre 0,45 et 0,8.
    EP19990420062 1998-03-10 1999-03-09 Conteneur isothermique Expired - Lifetime EP0942244B1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9803221A FR2776056B1 (fr) 1998-03-10 1998-03-10 Dispositif brise-jet pour compartiment cryogenique de conteneur isothermique
    FR9803221 1998-03-10

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0942244A1 true EP0942244A1 (fr) 1999-09-15
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    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP19990420062 Expired - Lifetime EP0942244B1 (fr) 1998-03-10 1999-03-09 Conteneur isothermique

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    EP (1) EP0942244B1 (fr)
    DE (1) DE69906854T2 (fr)
    ES (1) ES2194429T3 (fr)
    FR (1) FR2776056B1 (fr)
    PT (1) PT942244E (fr)

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