EP2129982A1 - Dispositif et procede de refroidissement de boissons - Google Patents

Dispositif et procede de refroidissement de boissons

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Publication number
EP2129982A1
EP2129982A1 EP08716936A EP08716936A EP2129982A1 EP 2129982 A1 EP2129982 A1 EP 2129982A1 EP 08716936 A EP08716936 A EP 08716936A EP 08716936 A EP08716936 A EP 08716936A EP 2129982 A1 EP2129982 A1 EP 2129982A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
refrigerant
compressor
tank
beverage dispenser
dispenser according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08716936A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
José Thiry
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Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2129982A1 publication Critical patent/EP2129982A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • 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
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/002—Liquid coolers, e.g. beverage cooler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08—Details
    • B67D1/0857—Cooling arrangements
    • B67D1/0858—Cooling arrangements using compression systems
    • B67D1/0859—Cooling arrangements using compression systems the evaporator being in direct heat contact with the beverage, e.g. placed inside a beverage container
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/02—Details of evaporators
    • F25B2339/024—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger
    • F25B2339/0242—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger having tubular elements
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0401—Refrigeration circuit bypassing means for the compressor

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for cooling and dispensing beverages.
  • the invention relates to a device and a method for cooling and dispensing beer and other beverages in "flying pump”.
  • the first method is that where a coil or a tank containing a drink, bathes either in an ice bath or in a chilled water bath by a conventional refrigeration unit.
  • a coil or a tank containing a drink bathes either in an ice bath or in a chilled water bath by a conventional refrigeration unit.
  • the coil or the tank is bathed in an ice bath, we can observe as main disadvantages: the low efficiency of heat transfer of the ice and its price, as well as the difficulty to obtain and transport blocks of ice whose longevity is limited.
  • the second method is where a reservoir containing a beverage is surrounded by an evaporator (so in direct contact with the latter) of a conventional cooling circuit.
  • the tank is integrated in a heat insulated compartment and is cooled by heat exchange with the evaporator.
  • the main drawbacks of which are: the cooling time of the reservoir which must be completely cooled before dispensing, the large dimensions of the insulated chamber containing the reservoir and the evaporator, and the presence air (with a very low heat exchange coefficient) between the tank and the evaporator.
  • FR 2815024 also discloses a refrigerated beverage dispenser in which the beverage is cooled by two cooling means. However this dispenser is suitable for a small flow of drinks.
  • this document describes a method comprising both the method described by FR2684088 and that described by US3712514.
  • this system involves high risks of contamination of the beverage by the refrigerant gas, due to a lack of sealing (thus a defect of a weld or perforation in the separation zone between the drink and the gas).
  • the heat exchanger requires, for its own operation, a liquid separator 3. Due to the shape of the latter, the heat exchanger can not be easily heat-insulated.
  • this system can cool only one drink line at a time. So, in the case where a large draft is requested and a first barrel is empty, before being able to continue the distribution it is necessary to wait to replace the empty barrel with a full barrel, or to have a second exchanger waiting for use.
  • This compressor unit is available in single phase (for small powers, ie below 1, 5 Ch).
  • This group is provided with a relay and a starting capacitor and sometimes also with a permanent capacitor.
  • this compressor unit has a risk of overheating said relay and the start-up capacitor during frequent stops and starts.
  • the invention aims to provide a cooled drink dispenser does not have all these disadvantages.
  • the invention aims to provide a drinks dispenser for continuously cooling and instantly a source of drink, including when the barrel containing a beverage is at high temperature, without having an intermediate between the refrigerant and the drink pipe.
  • the object of the invention is to provide a beverage dispenser for cooling beverages without the need for water, ice, mass or stirring to create a reserve and heat exchange.
  • the invention aims, finally, to provide a beverage dispenser for use in "flying pump", so a dispenser easily movable, easy to install and allowing the distribution of cooled drinks shortly after installation.
  • the present invention relates to a beverage dispenser for dispensing a beverage comprising:
  • a refrigerant circuit comprising:
  • Means capable of reducing the pressure of said refrigerant passing through a first pipe, said first pipe being able to circulate said refrigerant in liquid form;
  • a reservoir adapted to contain said refrigerant in liquid form coming from this first pipe in its lower part and to allow evaporation of said refrigerant in gaseous form, and adapted to contain said gaseous refrigerant in its upper part;
  • the distributor of drinks also includes:
  • An auxiliary circuit connected to the cooling circuit by two connections, the first of which is respectively between the compressor output and the condenser, and the second located between the compressor inlet and the tank;
  • the beverage dispenser comprises a thermostat adapted to measure the temperature inside said tank and to stop or restart said compressor. This restart is preferably performed after a delay of at least 4 seconds.
  • said tank comprises inside a cylinder welded to the bottom of said tank and open on top capable of allowing the collection of the refrigerant in gaseous form in the upper part of said tank and its evacuation through the second pipe to said compressor.
  • This cylinder also increases, for a given refrigerant volume, the level of the latter inside the tank to improve the heat exchange between the fluid and the drink.
  • said at least one conduit is surrounded around said cylinder.
  • said duct is a coil, which can be Stainless steel.
  • said at least one conduit is inserted into a tube to form a double-walled conduit to avoid any risk of food contamination in case of leakage coil.
  • this tube is made of copper.
  • the beverage dispenser comprises a safety pressure switch capable of starting or stopping said compressor 50.
  • the present invention finally relates to the use of a beverage dispenser in a flying pump.
  • Figure 1 is a simplified view of a beverage cooling device of the prior art.
  • Figure 2 shows a schematic view of a preferred embodiment of a beverage dispenser according to the invention.
  • FIG. 3 represents a schematic view of a general mode of operation of the beverage dispenser of FIG. 2.
  • FIG. 4 illustrates an advantageous embodiment of the dispenser of FIG. 2. DETAILED DESCRIPTION OF A FIG. PREFERRED FORM OF EXECUTION OF
  • FIG. 1 is a simplified view of a beverage cooling device of the prior art in which a pipe 100 (eg a coil) carrying a beverage is immersed in a water tank containing ice.
  • a pipe 100 eg a coil carrying a beverage is immersed in a water tank containing ice.
  • FIG. 1 shows a general block diagram of a mode of operation of a beverage dispenser according to the invention.
  • the dispenser 1000 comprises:
  • a source of refrigerant such as a conventional refrigerant circuit with, for example, R22, R404 or R407, or a liquefied gas cylinder containing, for example, CO2, etc.
  • a heat-insulating tank in the form of a cylinder 28 cm in diameter and 40 cm high in sheet metal 4 mm thick, adapted to contain said refrigerant in liquid form in its lower part and to allow the evaporation thereof, and to contain the gaseous refrigerant in its upper part;
  • a second pipe 30 capable of withdrawing the gaseous refrigerant from the upper part of the tank;
  • a conduit 40 adapted to circulate the drink to be dispensed inside said reservoir and to cool it by heat exchange with the refrigerant in liquid and gaseous form.
  • FIG. 3 schematically shows a preferred beverage dispenser in which the source of refrigerant is a conventional refrigerant circuit according to the invention.
  • the dispenser 1000 comprises:
  • a refrigerant circuit 41 comprising:
  • a single phase compressor unit 50 (hereinafter referred to simply as compressor 50) which compresses a gas phase refrigerant; a condenser 60 which, cooled by water or by outside air, reduces the temperature and condenses the refrigerant gas;
  • a dehydrator 70 and a pressure reducer 80 which reduce the pressure of said refrigerant passing through the pipe 20 and going to the reservoir 10; a thermostat 90 able to measure the temperature inside said tank 10;
  • the compressor 50 is chosen from hermetic air-conditioning units in single-phase mode. This choice is preferred to refrigeration compressors because they are supplied in higher powers, and have neither relays nor ... X starting capacitor. This choice therefore has the advantage of being cheaper at equal power. In addition, they do not have the disadvantage related to the heating of the relay and the starting capacitor.
  • These compressor units are designed originally to start 7 to 8 times per hour, with each time a minimum stop of 2 to 3 minutes. They are single-phase and use R22, R404A, R507, R407C and R410A fluids. The power of said compressor 50 is calculated according to the desired flow of beverage.
  • the flow rate is calculated continuously with a differential of approximately 26 ° C.
  • the compressor 50 in order to cool 150 liters of beer from 27 ° C. to 1 ° C. in one hour, the compressor 50 must have a power of about 4000 W (at an evaporation temperature at 0 0 C).
  • the preferred beverage dispenser 1000 is used in the following manner. When the distributor 1000 is energized, and when the thermostat 90 controls the compressor 50 to start, it compresses the refrigerant gas phase. During the operation of the compressor 50, the magnetic valve 44, which is supplied in parallel with said compressor 50, is closed and therefore prevents the circulation of the refrigerant in the auxiliary circuit 42 and thus prevents the pressure equalization refrigerant entering and leaving the compressor 50.
  • the magnetic valve 45 is open, allowing free circulation of the fluid in the refrigerant circuit 41.
  • the refrigerant gas phase, compressed by the compressor 50 passes through the condenser 60 which, cooled by water or by outside air, reduces its temperature and condenses it in liquid form.
  • the refrigerant in liquid form passes by a dehydrator 70 and an expander 80 which ensure the correct filling of the reservoir 10 while controlling the good evaporation of the refrigerant.
  • This first part of the cooling circuit is characterized by a high pressure of the fluid leaving the compressor 50 and entering the expander 80.
  • the duct 40 is, in one variant of the invention, inserted into a copper tube, that is to say forming a double wall duct having intermediate between the two walls at atmospheric pressure.
  • the gaseous refrigerant is discharged through the pipe 30 which leads the latter to the compressor 50.
  • the second part of the cooling circuit is characterized by a low pressure of the fluid exiting the expander 80 and entering the compressor 50.
  • the balancing between the high pressure of the fluid leaving the compressor 50 and the low pressure of the fluid entering the compressor 50 allows it to be able to restart easily after a stop and keep unchanged the temperature inside the tank 10 and the condenser 60.
  • This mechanism can be used as compressor compressor group 50 described in paragraph [0027] and therefore avoid the use of a three-phase compressor group requiring a take three-phase, which would limit the possibility of using the distributor as a pump.
  • the single-phase compressor 50 has a power of between 0.5 and 4 CH.
  • the second pipe 30 may be replaced by a cylinder 31 welded into the bottom of the tank 10, open on the top allowing the output of the refrigerant form
  • This cylinder 31 is placed inside the reservoir and is surrounded by the conduit 40 containing the beverage.
  • the presence of this cylinder 31 makes it possible to increase the level of refrigerant in liquid form contained in the tank 10, and thus to improve the heat exchange between the beverage and the refrigerant itself, and thus to reduce the cooling time of said drink inside the tank 10.
  • the tank 10 may also provide several drink pipes 40, surrounded around the cylinder 11, without the need for other heat exchangers.
  • This variant is particularly advantageous since it allows a large and continuous distribution of drinks and thus avoids the loss of time when changing empty barrels or allows different choices of drinks. It is obvious that when the interior of the tank 10 is at temperature, it is no longer necessary to cool the beverage that might otherwise freeze or be too cold to be distributed. According to the invention, it is possible, when the temperature of said tank 10 reaches a minimum adjustable threshold, to stop the compressor 50 by means of a thermostat 90. [0035] With a mechanical thermostat, the differential stop / The operation is generally 2 ° C and the reaction time is very long.
  • an electronic thermostat with which it is possible to adjust the temperature and the differential stop / walk at 0.1 ° C.
  • the liquid leaving the evaporator is at 0.1 ° C
  • the compressor stops if the differential is set to 0.4 ° C the compressor will restart when the temperature in the evaporator will be 0.5 ° c.
  • the downtime therefore, can be very short especially if precisely at that moment one began to debit.
  • the stopping time must be calculated as short as possible and must be set by the differential stop / start of the thermostat, at a certain reading speed (minimum and maximum speed). Regardless of the reading speed or the minimum differential, at least 4 seconds must be allowed to stop the compressor. No original single phase hermetic compressor can restart normally after such a short time without the high and low pressure balancing mechanism previously described in paragraph [0026].
  • the dispenser 1000 comprises, in an advantageous variant of the invention, a safety pressure switch (not shown) able to stop the compressor 50 when the pressure inside the tank 10 reaches the value corresponding to the value of the required temperature.
  • the dispenser of the invention makes it easy to meet safety standards imposing a double wall by inserting the conduit 40 stainless steel inside a tube, for example a copper tube.
  • the dispenser according to the invention can dispense after a few minutes a drink at a temperature of 2 °, while the barrel containing this drink is at 27 °.

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Abstract

La présente invention concerne un distributeur de boissons (1000) pour la distribution d'une boisson comprenant : un circuit frigorifique (41 ); un réservoir (10) apte à contenir ledit fluide frigorigène sous forme liquide venant de cette première canalisation (20) dans sa partie inférieure et à permettre l' évaporation dudit fluide frigorigène sous forme gazeuse, et apte à contenir ledit fluide frigorigène sous forme gazeuse dans sa partie supérieure; une deuxième canalisation (30) apte à prélever le fluide frigorigène sous forme gazeuse dudit réservoir (10); au moins un conduit (40) apte à faire circuler ladite boisson à distribuer à l'intérieur dudit réservoir (10) et en relation d'échange thermique avec le fluide frigorigène sous forme liquide et/ou gazeuse.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE REFROIDISSEMENT DE BOISSONS
OBJET DE L'INVENTION
[0001] La présente invention concerne un dispositif et un procédé permettant de refroidir et distribuer des boissons. En particulier, l'invention se rapporte à un dispositif et un procédé permettant de refroidir et distribuer de la bière et d'autres boissons en « pompe volante ».
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[0002] On connaît depuis longtemps des systèmes aptes à effectuer la distribution de boissons telles que la bière, les vins pétillants, les sodas, etc., tout en maintenant les boissons à une température donnée qui peut varier d'une boisson à l'autre. Dans le cas de la bière, par exemple, on sait qu'en dessous d'une température de -1.5° C elle gèle et au-dessus de 4° C elle mousse et que la température de dégustation dépend du type de bière (donc selon le type de bière, la température permet à la boisson de révéler ses goûts, arômes et parfums). Typiquement on connaît deux méthodes pour refroidir des boissons.
[0003] La première méthode est celle où un serpentin ou un réservoir contenant une boisson, baigne soit dans un bain de glace soit dans un bain d'eau réfrigérée par un groupe frigorifique classique. À cet égard on peut se référer à l'appareil décrit par le brevet FR2684088. Dans le cas où le serpentin ou le réservoir baigne dans un bain de glace, on peut observer comme inconvénients principaux: la basse efficience de transfert de chaleur de la glace et son prix, ainsi que la difficulté à obtenir et transporter des blocs de glace dont la longévité est limitée. Dans le cas où le serpentin ou le réservoir baigne dans un bain d'eau réfrigérée par un groupe frigorifique classique, on peut observer comme inconvénients principaux d'un tel appareil: la nécessité d'avoir un réservoir de dimensions importantes pour contenir l'eau réfrigérée, la durée importante de remplissage du réservoir d'eau (ce qui n'est pas aisé pour une distribution en « pompe volante »), ainsi que le temps de refroidissement du volume d'eau et donc le délai important ente la mise en service de l'appareil et la distribution d'une première boisson refroidie.
[0004] La seconde méthode est celle où un réservoir contenant une boisson est entouré d'un évaporateur (donc en contact direct avec ce dernier) d'un circuit de refroidissement classique. Le réservoir est intégré dans un compartiment calorifuge et il est refroidi par l'échange de chaleur avec l'évaporateur. À cet égard on peut se référer au brevet US3712514, dont les inconvénients principaux sont : le temps de refroidissement du réservoir qui doit être refroidi entièrement avant la distribution, les dimensions importantes de la chambre calorifugée contenant le réservoir et l'évaporateur, et la présence d'air (avec un coefficient d'échange thermique très bas) entre le réservoir et l'évaporateur.
[0005] On connaît également par FR 2815024 un distributeur de boisson réfrigérée dans lequel la boisson est refroidie par deux moyens réfrigérants. Cependant ce distributeur est adapté pour un petit débit de boissons. De plus ce document décrit une méthode comprenant à la fois la méthode décrite par FR2684088 et celle décrite par US3712514.
[0006] On connaît également par US5970732 un système de refroidissement des boissons dans lequel une boisson est refroidie au moyen d'un échangeur thermique. Dans ce système, l'échange thermique est réalisé par contact thermique direct entre la boisson et le liquide de refroidissement circulant à l'intérieur de cet échangeur, ces deux liquides étant séparés par une surface métallique. Cependant, ce système présente les inconvénients suivants. La construction d'un tel système est complexe et coûteuse, due à la présence de l'ensemble de plaques disposées à une distance précise δ et difficiles à réaliser. Par conséquent, le nettoyage à l'intérieur de l'échangeur est pratiquement irréalisable dû à la présence de zones difficilement accessibles. De plus, ce système comporte des risques élevés de contamination de la boisson par le gaz réfrigérant, dus à un défaut d'étanchéité (donc un défaut d'une soudure ou une perforation dans la zone de séparation entre la boisson et le gaz). De plus, l'échangeur thermique nécessite, pour son propre fonctionnement, un séparateur de liquide 3. Dû à la forme de ce dernier, l'échangeur thermique ne peut pas être facilement calorifuge. En outre, ce système ne peut refroidir qu'un seul conduit de boisson à la fois. Donc, dans le cas où un tirage important est demandé et un premier fût est vide, avant de pouvoir continuer la distribution il faut attendre de remplacer le fût vide avec un fût plein, ou disposer d'un second échangeur en attente d'utilisation.
[0007] On connaît trois types de groupe compresseur utilisés dans ce type d'application: - groupe ouvert: dans lequel le compresseur et le moteur sont séparés et sont reliés entre eux par courroies ou une transmission mécanique. Ce groupe compresseur est disponible en mono ou triphasé. Cependant ce groupe compresseur est très lourd, encombrant et onéreux ; - groupe semi hermétique : dans lequel le moteur et le compresseur sont directement assemblés l'un contre l'autre. L'accouplement entre le moteur et le compresseur n'est donc pas accessible (à moins de dissocier les deux parties par démontage). Ce groupe compresseur est donc réparable. Cependant, ce groupe compresseur est très onéreux et n'existe qu'en triphasé et au-dessus de 1 ,5 Ch. Ce type de groupe compresseur n'est pas donc approprié pour un distributeur en pompe volante car il requiert une prise triphasée ;
- groupe hermétique : dans lequel le moteur et le compresseur sont confinés dans une cloche hermétique non démontable d'où leur nom. Ce groupe compresseur est disponible en monophasé (pour les petites puissances, c'est à dire en dessous de 1 ,5 Ch). Ce groupe est pourvu d'un relais et d'un condensateur de démarrage et parfois également d'un condensateur permanent. Cependant, ce groupe compresseur présente un risque d'échauffement dudit relais et du condensateur de démarrage lors d'arrêts et de démarrages fréquents.
[0008] L'invention a pour but de fournir un distributeur de boissons refroidies ne présentant pas tous ces désavantages.
[0009] En particulier, l'invention a pour but de fournir un distributeur de boissons permettant de refroidir en continu et instantanément une source de boisson, y compris lorsque le fût contenant une boisson est à température élevée, sans avoir d'intermédiaire entre le fluide réfrigérant et le conduit de boisson. En outre, l'invention a pour but de fournir un distributeur de boissons permettant de refroidir des boissons sans avoir besoin ni d'eau, ni de banc de glace, ni d'aucune masse, ni d'agitateur pour créer une réserve et un échange de chaleur. L'invention a pour but, finalement, de fournir un distributeur des boissons permettant l'utilisation en « pompe volante », donc un distributeur facilement déplaçable, facile à installer et permettant la distribution de boissons refroidies peu de temps après l'installation. RESUME DE L'INVENTION
[0010] La présente invention se rapporte à un distributeur de boissons pour la distribution d'une boisson comprenant :
- un circuit frigorifique comprenant :
• un compresseur qui comprime le fluide frigorigène en phase gazeuse, en augmentant sa température; ledit compresseur étant un compresseur monophasé;
• un condenseur qui fait chuter la température et condense le gaz réfrigérant ;
• des moyens aptes à réduire la pression dudit fluide frigorigène passant par une première canalisation, ladite première canalisation apte à faire circuler ledit fluide frigorigène sous forme liquide ;
- un réservoir apte à contenir ledit fluide frigorigène sous forme liquide venant de cette première canalisation dans sa partie inférieure et à permettre l'évaporation dudit fluide frigorigène sous forme gazeuse, et apte à contenir ledit fluide frigorigène sous forme gazeuse dans sa partie supérieure ;
- une deuxième canalisation apte à prélever le fluide frigorigène sous forme gazeuse dudit réservoir ; - au moins un conduit apte à faire circuler ladite boisson à distribuer à l'intérieur dudit réservoir et en relation d'échange thermique avec le fluide frigorigène sous forme liquide et/ou gazeuse. [0011] Dans une variante préférée de l'invention, le distributeur de boissons comprend en outre :
• un circuit auxiliaire relié au circuit de refroidissement par deux connexions, dont la première se trouvant respectivement entre la sortie du compresseur et le condenseur, et la deuxième se trouvant entre l'entrée du compresseur et le réservoir ;
• deux clapets anti-retour placés, respectivement, entre la première connexion et le condenseur, et entre le réservoir et la deuxième connexion, aptes à fermer automatiquement si le fluide frigorigène reflue du condenseur vers ledit circuit auxiliaire ou dudit circuit auxiliaire vers le réservoir ;
• une vanne d'équilibrage, normalement ouverte lorsque le compresseur est à l'arrêt, placée à l'intérieur du circuit auxiliaire pour équilibrer la pression à l'intérieur dudit circuit auxiliaire et fermée lors du démarrage dudit compresseur; • une vanne magnétique, normalement fermée lorsque le compresseur est à l'arrêt, placée entre le condenseur et le réservoir, pour arrêter le flux du fluide frigorigène du condenseur vers le réservoir et ouverte lors du démarrage dudit compresseur. [0012] Avantageusement, le distributeur de boissons comprend un thermostat apte à mesurer la température à l'intérieur dudit réservoir et à faire arrêter ou redémarrer ledit compresseur. Ce redémarrage est exécuté de préférence après un délai de minimum 4 secondes [0013] Dans une variante préférée de l'invention, ledit réservoir comprend à l'intérieur un cylindre soudé au fond dudit réservoir et ouvert sur le dessus apte à permettre la collecte du fluide frigorigène sous forme gazeuse dans la partie supérieure dudit réservoir et son évacuation par la deuxième canalisation vers ledit compresseur. Ce cylindre permet également d'augmenter, pour un volume de fluide frigorigène donné, le niveau de ce dernier à l'intérieur du réservoir afin d'améliorer l'échange thermique entre le fluide et la boisson.
[0014] Avantageusement, ledit au moins un conduit est entouré autour dudit cylindre.
[0015] Avantageusement, ledit conduit est un serpentin, qui peut être en acier inoxydable.
[0016] Dans une autre variante préférée de l'invention, ledit au moins un conduit est inséré dans un tube pour former un conduit à double paroi afin d'éviter tous risques de contamination alimentaire en cas de fuite au serpentin.
[0017] Avantageusement, ce tube est en cuivre.
[0018] De préférence, le distributeur de boissons comprend un pressostat sécurité apte à faire démarrer ou arrêter ledit compresseur 50 [0019] La présente invention se rapporte enfin à l'utilisation d'un distributeur de boissons en pompe volante.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0020] La figure 1 est une vue simplifiée d'un dispositif de refroidissement des boissons de l'art antérieur.
[0021] La figure 2 représente une vue schématique d'un mode de réalisation préféré d'un distributeur des boissons suivant l'invention.
[0022] La figure 3 représente une vue schématique d'un mode générale de fonctionnement du distributeur des boissons de la figure 2. [0023] La figure 4 illustre un mode de réalisation avantageux du distributeur de la figure 2. DESCRIPTION DETAILLEE D'UNE FORME D'EXECUTION PREFEREE DE
L'INVENTION
[0024] La figure 1 est une vue simplifiée d'un dispositif de refroidissement des boissons de l'art antérieur dans lequel une canalisation 100 (par exemple un serpentin) transportant une boisson est plongée dans un bac d'eau contenant de la glace.
[0025] La figure 2 représente un schéma de principe général d'un mode de fonctionnement d'un distributeur de boissons suivant l'invention. Le distributeur 1000 comprend :
• une source de fluide frigorigène (telle qu'un circuit frigorifique classique avec par exemple du R22, du R404 ou du R407, ou une bonbonne de gaz liquéfié contenant par exemple du CO2, etc.); • un réservoir 10 calorifuge, en forme de cylindre de 28cm de diamètre et 40cm de hauteur en tôle de 4mm d'épaisseur, apte à contenir ledit fluide frigorigène sous forme liquide dans sa partie inférieure et à permettre l'évaporation de celui-ci, et à contenir le fluide frigorigène sous forme gazeuse dans sa partie supérieure;
• une première canalisation 20 pour transporter le fluide frigorigène sous forme liquide dans la partie inférieure du réservoir 10;
• une deuxième canalisation 30 apte à prélever le fluide frigorigène sous forme gazeuse de la partie supérieure du réservoir; « un conduit 40 apte à faire circuler la boisson à distribuer à l'intérieur dudit réservoir et la faire refroidir par échange thermique avec le fluide frigorigène sous forme liquide et gazeuse.
[0026] La figure 3 représente de manière schématique un distributeur de boissons préféré dans lequel la source de fluide frigorigène est un circuit frigorifique classique, suivant l'invention. Le distributeur 1000 comprend :
• un circuit frigorifique 41 comprenant :
• un groupe compresseur 50 monophasé (dénommé ci-dessous par simplicité compresseur 50) qui comprime un fluide frigorigène en phase gazeuse ; - un condenseur 60 qui, refroidi par de l'eau ou par l'air extérieur, fait chuter la température et condense le gaz réfrigérant ;
• un déshydrateur 70 et un détendeur 80 qui réduisent la pression dudit fluide frigorigène passant par la canalisation 20 et allant vers le réservoir 10; - un thermostat 90 apte à mesurer la température à l'intérieur dudit réservoir 10 ;
• un circuit auxiliaire 42 relié au circuit frigorifique 41 par deux connexions 42a et 42b, la première se trouvant entre la sortie du compresseur 50 et le condenseur 60, et la deuxième se trouvant entre l'entrée du compresseur 50 et le réservoir 10 ;
• deux clapets anti-retour 43 et 43' placés, respectivement, entre la connexion 42a et le condenseur 60, et entre le réservoir 10 et la connexion 42b ; • une vanne d'équilibrage 44, normalement ouverte, placée dans le circuit auxiliaire 42;
• une vanne magnétique 45, normalement fermée, placée entre le condenseur 60 et le réservoir 10. [0027] Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le compresseur 50 est choisi parmi les groupes hermétiques de conditionnement d'air en monophasé. Ce choix est préféré aux compresseurs frigorifiques car ils sont fournis dans des puissances plus élevées, et n'ont ni relais ni ...X condensateur de démarrage. Ce choix présente donc l'avantage d'être moins cher à puissance égale. De plus, ils ne présentent pas l'inconvénient lié au réchauffement du relais et du condensateur de démarrage. Ces groupes compresseur sont conçus d'origine pour démarrer 7 à 8 fois par heure, avec à chaque fois, un arrêt minimum de 2 à 3 minutes. Ils existent en monophasé et utilisent les fluides R22, R404A, R507, au R407C et au R410A. [0028] La puissance dudit compresseur 50 est calculée en fonction du débit de boisson désiré. Dans le cas d'une pompe volante le débit est calculé en continu avec un différentiel d'environ 26° C. Par exemple, afin de refroidir 150 litre de bière de 27° C à 1 ° C en une heure, le compresseur 50 doit avoir une puissance d'environ 4000 W (à une température d'évaporation à 00C). [0029] Le distributeur de boissons préféré 1000 est utilisé de la manière suivante. Quand le distributeur 1000 est mis sous tension, et lorsque le thermostat 90 commande le compresseur 50 de démarrer, ce dernier comprime le fluide frigorigène en phase gazeuse. Pendant le fonctionnement du compresseur 50, la vanne magnétique 44, qui est alimentée en parallèle audit compresseur 50, est fermée et empêche, par conséquent, la circulation du fluide frigorigène dans le circuit auxiliaire 42 et empêche, donc, l'équilibrage de la pression du fluide frigorigène entrant et sortant du compresseur 50. De la même manière, pendant le fonctionnement du compresseur 50, la vanne magnétique 45 est ouverte, permettant la libre circulation du fluide dans le circuit frigorifique 41. Le fluide frigorigène en phase gazeuse, comprimé par le compresseur 50, passe par le condenseur 60 qui, refroidi par de l'eau ou par l'air extérieur, fait chuter sa température et le condense sous forme liquide. Le fluide frigorigène sous forme liquide passe par un déshydrateur 70 et par un détendeur 80 qui assurent le bon remplissage du réservoir 10 tout en contrôlant la bonne évaporation du fluide frigorigène. Cette première partie du circuit de refroidissement est caractérisée par une haute pression du fluide sortant du compresseur 50 et entrant dans le détendeur 80. Quand le fluide sous forme liquide entre dans le réservoir 10, passant par le détendeur 80 et par la canalisation 20, il va se déposer dans la partie inférieure du réservoir 10 et entrer en ébullition en prélevant de la chaleur à son environnement. La boisson, circulant dans le conduit 40, typiquement un serpentin en inox de 21 m de longueur, à l'intérieur du réservoir 10, est par conséquent refroidie par l'échange thermique entre ce conduit 40 et le fluide frigorigène sous forme liquide et gazeuse. Afin d'éviter tous risques de fuite et de contamination de la boisson, le conduit 40 est, dans une variante de l'invention, inséré dans un tube de cuivre, c'est-à-dire formant un conduit à double paroi ayant l'intermédiaire entre les deux parois à pression atmosphérique. Le fluide frigorigène sous forme gazeuse est évacué par la canalisation 30 qui conduit ce dernier vers le compresseur 50. La seconde partie du circuit de refroidissement est caractérisée par une basse pression du fluide sortant du détendeur 80 et entrant dans le compresseur 50. [0030] Quand le compresseur 50 est arrêté, soit lorsque la température mesurée à l'intérieur du réservoir 10 par le thermostat 90 atteint la valeur requise, soit lorsque le distributeur est mis hors tension, la vanne magnétique 44 à l'intérieur du circuit auxiliaire 42 est ouverte, tandis que la vanne magnétique 45 est fermée et les deux clapets anti-retour 43, 43' ferment automatiquement tout reflux du fluide frigorigène. De cette manière, il est possible d'équilibrer la pression du fluide frigorigène à l'intérieur du circuit auxiliaire 42 sans équilibrer la pression (et donc la température) à l'intérieur du réservoir 10 et du condenseur 60. L'équilibrage entre la haute pression du fluide sortant du compresseur 50 et la basse pression du fluide entrant dans le compresseur 50 permet à celui-ci de pouvoir redémarrer aisément après un arrêt et maintenir inchangée la température à l'intérieur du réservoir 10 et du condenseur 60. Grâce à ce mécanisme, on peut utiliser comme compresseur le groupe compresseur 50 décrit dans le paragraphe [0027] et éviter par conséquent l'usage d'un groupe compresseur triphasé requérant une prise triphasée, qui limiterait la possibilité d'utiliser le distributeur en pompe volante. Le compresseur monophasé 50 a une puissance comprise entre 0.5 et 4 CH. [0031] Comme représenté dans la figure 4, dans une autre variante de l'invention la deuxième canalisation 30 peut être remplacée par un cylindre 31 , soudé dans le fond du réservoir 10, ouvert sur le dessus permettant la sortie du fluide frigorigène sous forme gazeuse de la partie supérieure dudit réservoir 10. Ce cylindre 31 est placé à l'intérieur du réservoir et est entouré par le conduit 40 contenant la boisson. La présence de ce cylindre 31 permet d'augmenter le niveau de fluide frigorigène sous forme liquide contenu dans le réservoir 10, et ainsi d'améliorer l'échange thermique entre la boisson et le fluide frigorigène même, et donc de réduire le temps de refroidissement de ladite boisson à l'intérieur du réservoir 10.
[0032] Dans une autre variante de l'invention, le réservoir 10 peut également prévoir plusieurs conduits de boisson 40, entourés autour du cylindre 11 , sans avoir besoin d'autres échangeurs thermiques. Cette variante est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet une distribution importante et continue de boissons et donc évite la perte de temps lors du changement de fûts vides ou permet différents choix de boissons. [0033] II est évident que lorsque l'intérieur du réservoir 10 est à température, il n'est plus nécessaire de refroidir la boisson qui risquerait autrement de geler ou d'être trop froide pour être distribuée. [0034] Suivant l'invention, il est possible, lorsque la température dudit réservoir 10 atteint un seuil minimum réglable, d'arrêter le compresseur 50 au moyen d'un thermostat 90. [0035] Avec un thermostat mécanique, le différentiel arrêt/marche est en général de 2° C et le temps de réaction est très long. Les variations de température seraient grandes, le compresseur se remettrait trop tardivement en route et la puissance de celui-ci ne pourrait pas compenser le retard pris lors d'un débit instantané. [0036] Dans l'invention on utilise donc de préférence un thermostat électronique, avec lequel il est possible de régler la température et le différentiel arrêt/marche au 0,1 ° C. Par exemple : le liquide sortant de l'évaporateur est à 0,1 °c, le compresseur s'arrête, si le différentiel est réglé à 0,4°c le compresseur se remettra en route lorsque la température dans l'évaporateur sera de 0,5°c. Le temps d'arrêt, par conséquent, peut être très court surtout si justement à ce moment là on se mettait à débiter. Le temps d'arrêt doit être calculé au plus court et doit être réglé par le différentiel arrêt/marche du thermostat, celui-ci à une certaine vitesse de lecture (vitesse minimum et maximum). Quelle que soit la vitesse de lecture ou le minimum de différentiel, il faut au moins prévoir 4 secondes d'arrêt du compresseur. Aucun compresseur hermétique monophasé d'origine ne peut redémarrer normalement après si peu de temps sans le mécanisme d'équilibrage du fluide haute et basse pression décrit précédemment dans le paragraphe [0026].
[0037] Lors de grands écarts de température (par exemple lors de la mise en route), la température réelle à l'évaporation descendra plus vite que l'affichage au thermostat électronique 90. Pour ne pas descendre en dessous d'un seuil (typiquement 00C), le distributeur 1000 comprend, dans une variante avantageuse de l'invention, un pressostat de sécurité (non montré) apte à arrêter le compresseur 50 lorsque la pression à l'intérieur du réservoir 10 atteint la valeur correspondante à la valeur de la température requise. [0038] Au moyen du distributeur de boissons, suivant l'invention, il est possible de construire un appareil compact et simple. De plus, le distributeur de l'invention ne nécessite aucune réserve de froid (glace ou eau réfrigérée).
De plus, le distributeur de l'invention permet de répondre facilement aux normes de sécurité imposant une double paroi en insérant le conduit 40 en inox à l'intérieur d'un tube, par exemple un tube en cuivre. En outre, on a expérimenté que le distributeur, suivant l'invention, peut distribuer après quelques minutes une boisson à une température de 2°, alors que le fût contenant cette boisson se trouve à 27°.

Claims

REVENDICATIONS
1. Distributeur de boissons (1000) pour la distribution d'une boisson comprenant :
- un circuit frigorifique (41 ) comprenant :
• un compresseur (50) qui comprime le fluide frigorigène en phase gazeuse, en augmentant sa température ; ledit compresseur étant un compresseur monophasé ; • un condenseur (60) qui fait chuter la température et condense le gaz réfrigérant ;
• des moyens (80) aptes à réduire la pression dudit fluide frigorigène passant par une première canalisation (20), ladite première canalisation (20) apte à faire circuler ledit fluide frigorigène sous forme liquide ;
- un réservoir (10) apte à contenir ledit fluide frigorigène sous forme liquide venant de cette première canalisation (20) dans sa partie inférieure et à permettre l'évaporation dudit fluide frigorigène sous forme gazeuse, et apte à contenir ledit fluide frigorigène sous forme gazeuse dans sa partie supérieure ;
- une deuxième canalisation (30) apte à prélever le fluide frigorigène sous forme gazeuse dudit réservoir (10) ;
- au moins un conduit (40) apte à faire circuler ladite boisson à distribuer à l'intérieur dudit réservoir (10) et en relation d'échange thermique avec le fluide frigorigène sous forme liquide et/ou gazeuse.
2. Distributeur de boissons suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- un circuit (42) relié audit circuit frigorifique (41 ) par deux connexions (42a) et (42b) dont la première se trouvant respectivement entre la sortie du compresseur (50) et le condenseur (60), et la deuxième se trouvant entre l'entrée du compresseur (50) et le réservoir (10) ; - deux clapets anti-retour (43) et (43') placés, respectivement, entre la connexion (42a) et le condenseur (60), et entre le réservoir (10) et la connexion (42b), aptes à fermer automatiquement le reflux dudit fluide frigorigène du condenseur (60) vers ledit circuit (42) ou dudit circuit (42) vers le réservoir (10);
- une vanne d'équilibrage (44), normalement ouverte lorsque le compresseur (50) est à l'arrêt, placée à l'intérieur du circuit (42) pour équilibrer la pression à l'intérieur dudit circuit (42) et fermée lors du démarrage dudit compresseur (50); - une vanne magnétique (45), normalement fermée lorsque le compresseur (50) est à l'arrêt, placée entre le condenseur (60) et le réservoir (10), pour arrêter le flux du fluide frigorigène du condenseur (60) vers le réservoir (10) et ouverte lors du démarrage dudit compresseur (50).
3. Distributeur de boissons suivant l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comprend un thermostat (90) apte à mesurer la température à l'intérieur dudit réservoir (10) et à faire démarrer ou arrêter ledit compresseur 50.
4. Distributeur de boissons suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit réservoir (10) comprend à l'intérieur un cylindre (31 ) soudé au fond dudit réservoir (10) et ouvert sur le dessus, apte à permettre la collecte du fluide frigorigène sous forme gazeuse dans la partie supérieure dudit réservoir (10) et son évacuation par la deuxième canalisation (30) vers ledit compresseur (50).
5. Distributeur de boissons suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit au moins un conduit (40) est entouré autour dudit cylindre (31 ).
6. Distributeur de boissons suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit conduit (40) est un serpentin.
7. Distributeur de boissons suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ce serpentin est en acier inoxydable.
8. Distributeur de boissons suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un conduit (40) est inséré dans un tube pour former un conduit à double paroi afin d'éviter tous risques de contamination alimentaire en cas de fuite au serpentin.
9. Distributeur de boissons suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit tube est en cuivre.
10. Distributeur de boissons suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un pressostat de sécurité apte à faire démarrer ou arrêter ledit compresseur 50.
11. Utilisation du distributeur de boissons suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 pour la distribution de boissons en pompe volante.
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