EP2781862A1 - Chariot réfrigéré avec un dispositif embarqué de refroidissement et de maintien au froid - Google Patents

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EP2781862A1
EP2781862A1 EP13305327.2A EP13305327A EP2781862A1 EP 2781862 A1 EP2781862 A1 EP 2781862A1 EP 13305327 A EP13305327 A EP 13305327A EP 2781862 A1 EP2781862 A1 EP 2781862A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
refrigerant
compartment
cold
mobile trolley
refrigerated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13305327.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François Guillin
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.)
Socamel Technologies
Original Assignee
Socamel Technologies
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Socamel Technologies filed Critical Socamel Technologies
Priority to EP13305327.2A priority Critical patent/EP2781862A1/fr
Publication of EP2781862A1 publication Critical patent/EP2781862A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47B—TABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B31/00—Service or tea tables, trolleys, or wagons
    • A47B31/02—Service or tea tables, trolleys, or wagons with heating, cooling or ventilating means
    • 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
    • F25D3/125—Movable containers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47B—TABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B31/00—Service or tea tables, trolleys, or wagons
    • A47B2031/002—Catering trolleys
    • 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
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    • F25D2317/06—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation
    • F25D2317/066—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation characterised by the air supply
    • F25D2317/0665—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation characterised by the air supply from the top
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D2317/06—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation
    • F25D2317/068—Details or arrangements for circulating cooling fluids; Details or arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces, not provided for in other groups of this subclass with forced air circulation characterised by the fans
    • F25D2317/0682—Two or more fans

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of mobile trolleys used for the storage and distribution of material, such as foodstuffs, for example placed on a meal tray, or in crates, or other, to cool or heat.
  • the invention relates more specifically to the cooling of the material stored in a carriage.
  • such a carriage consists of a generally parallelepiped shaped structure provided with a door in its front wall and delimiting at least one refrigerating compartment dedicated to the storage of the material to be cooled or kept cold.
  • the documents WO 2008/24545 and GB 2,424,476 for example, a solution where a fixed cooling dock can cool the truck when it is placed near or against the dock.
  • the dock cooling system includes a heat exchanger with coolant, and at least one fan for circulating cold airflow through the walls of the dock located near or against the cart. The latter is then cooled when it is placed in this cold "environment" created by the dock.
  • This solution therefore allows a distribution of cold in the structure of the carriage, regardless of its location.
  • the cold however remains trapped in the walls, and temperature differences remain inside the compartment to be cooled, the temperature is not homogeneous.
  • the natural convective circulation is very slow, thus preventing optimal transfer of the cold gas to the ends of the walls of the carriage distal of the storage tank of dry ice.
  • the present invention proposes to overcome the aforementioned drawbacks, by proposing a cooling and cold keeping device which is linked to the carriage and therefore displaceable with it, which also allows a dynamic and homogeneous distribution of cold within the carriage, offering finally a dynamic regulation of the cold.
  • the device of the invention also has a large operating autonomy.
  • the main feature of the invention is that said cold guiding means comprise homogenous cold distribution means within the compartment to be refrigerated.
  • the heart of the invention lies in the fact that the cold is now diffused directly into the volume of the compartment to be refrigerated, and more only in the walls defining the volume of the compartment to be refrigerated.
  • the cold is diffused homogeneously throughout the volume of the compartment to be refrigerated, in order to avoid temperature differences that were found in the solutions of the prior art at certain levels of the compartment to be refrigerated.
  • said cold guiding means consist of a vertical-looking chimney placed over the entire height of the compartment to be refrigerated and opening into the refrigerant compartment, and said means of homogeneous distribution of the cold consist of multiple openings of distribution of the cold practiced on the chimney along its height within the compartment to be refrigerated.
  • the cold from the refrigerant compartment is guided into this chimney and is evenly distributed over all levels of the refrigerator compartment.
  • connection means to an external refrigerant supply consist of a guiding and centering duct projecting from the refrigerant compartment and designed to receive an external supply line of liquid refrigerant under pressure, the injection then the expansion refrigerant liquid forming refrigerant snow and refrigerant vapor within the refrigerant compartment.
  • said cooling and cold keeping device also comprises means for distributing the refrigerant within the refrigerant compartment.
  • the refrigerant distribution means consist of a distribution comb where, in each passage between two adjacent arms of the comb or between a wall of the refrigerant compartment and the arm of the proximal comb of the latter, circulates and expands refrigerant liquid injected at the entrance of the truck which partly transforms into snow of refrigerant and partly into vapor of refrigerant within the refrigerant compartment.
  • This distribution is advantageous in the subsequent production of cold, carried out in a conventional manner by the gradual transformation of the refrigerant snow sublimate coolant resulting from the heat exchange effected by a flow of air.
  • the fact that the snow is distributed throughout the refrigerant compartment makes it possible to offer a greater heat exchange surface with the air coming from the compartment to be refrigerated, and thus to permanently and optimally create the sublimate of refrigerant, that is to say cold air, which will then be guided in the diffusion chimney and then distributed in the compartment to be refrigerated.
  • Another advantageous way of offering a greater heat exchange surface with the air of the compartment to be refrigerated is to provide the external surface of the refrigerant compartment with heat exchange fins extending towards the compartment to be refrigerated.
  • the refrigerant which cools the walls of the coolant compartment also cools the fins by thermal conduction.
  • These fins have a large heat exchange surface with the air of the compartment to be refrigerated, in addition to the surface of the walls of the refrigerant compartment.
  • the fins can be of any shape.
  • the cooling means in the refrigerant compartment consist of a somehowlic means creating an air circulation loop, sucking air from the compartment to be refrigerated and directing it to the refrigerant snow in the refrigerant compartment, then transferring this refrigerant vapor and coolant sublimate air to the chimney channels for distribution in the refrigerated compartment. Steam and sublimate refrigerant form cold air, which then cools the products stored in the compartment to be refrigerated.
  • These aeration means consist of electrical and / or pneumatic ventilation means arranged inside the refrigerant compartment.
  • At least one horizontally-shaped separation grid is disposed within the refrigerant compartment delimiting a lower refrigerant snow storage zone and an upper zone where the channels open to suck the vapor and the refrigerant sublimate. and where are the ventilation means sucking the air from the refrigerating compartment arriving from above the refrigerant compartment.
  • This grid is thus a very fine mesh filter that holds the snow and prevents clogging of the channels.
  • said lower zone of the refrigerant compartment comprises a partition of vertical shape delimiting with two adjacent walls of the compartment a confined injection zone of the liquid refrigerant, the injection pressure of the liquid refrigerant being able to redirect part of the refrigerant liquid and coolant snow to the area on the other side of said partition, opposite said confined injection zone.
  • This partition consists of a piece of sheet metal for example. Indeed, during the injection, the pressure of the liquid refrigerant is so important (20 bar) that it generates gas velocities preventing, by expulsion, any snow formation in a nearby perimeter. The confinement of this injection zone thus makes it possible to increase the surface / volume occupied by the snow in the rest of the compartment. The surface of this injection zone can be variable.
  • the mobile carriage comprises cooling control means for servocontrolling the aeration means to a selected set temperature for the compartment to be refrigerated.
  • the electrical and / or pneumatic ventilation means are therefore activated or deactivated according to the cold requirement of the compartment to be cooled.
  • the refrigerant vapor created during the injection and expansion of the liquid refrigerant under pressure and then distributed in the compartment to be refrigerated, must be recovered to ensure the safety of the user. Indeed, this CO vapor is a danger because it presents both a risk of toxicity and a risk of asphyxiation from certain thresholds of concentration in the ambient air. It is therefore necessary to evacuate.
  • the compartment to be refrigerated is provided with a pipe for discharging refrigerant vapor to the outside of the truck. Therefore, the present invention allows both the use of refrigerant vapor for cooling the compartment to be refrigerated, and then recovering the same refrigerant vapor to be evacuated outside the compartment safely.
  • said evacuation pipe surrounds at least a portion of said guide and centering duct. This configuration allows a clean finish of the carriage, with a single hole visible from the outside.
  • the carriage according to the invention may comprise other compartments to be cooled or heated, and other cooling and heating means.
  • FIG. 1 On the view of the figure 1 a carriage (1) according to the invention is shown.
  • This mobile trolley (1) has in the upper part a refrigerant compartment (2), and in the lower part a refrigerating compartment (3).
  • a chimney (4) extends over the entire height of the refrigerating compartment (3), and has multiple cold dispensing apertures (5) for diffusing the cold homogeneously in the refrigerating compartment (3). These openings (5) are separated by a constant pitch over the entire height of the chimney (4), as is also visible in figure 2 .
  • This refrigerant compartment (2) comprises a guiding and centering duct (8), intended to accommodate an external supply line (9) of liquid refrigerant under pressure.
  • the liquid refrigerant is injected under pressure into a lower zone of the refrigerant compartment (2), inside which it relaxes, and transforms into snow of refrigerant.
  • Vertically straight through channels (10) extending the upper end of the chimney (4) are positioned at a constant pitch along a vertical plane perpendicular to the direction of injection, in the manner of a comb, creating stop blocks alternating with passages to stop or pass the liquid to distribute it evenly throughout the width of the compartment (2), and therefore a fortiori to evenly distribute the snow refrigerant.
  • This phase of injection and expansion of the liquid refrigerant creates a refrigerant vapor which is also found in the refrigerant compartment (2).
  • the sublimate-laden air thus created, and charged with refrigerant vapor created during the injection of the liquid, is then sent, again via the air flow created by the fans (11), to the upper zone through a grid (13) separating it from the lower zone, and towards the open end of the channels (10), then into the chimney (4), then is diffused in the refrigerating compartment (3) via the openings (5).
  • This ventilated cold air thus makes it possible to cool the compartment (3) homogeneously.
  • Said grid (13) is provided with a mesh sufficiently fine to make filter office, holding the snow in the lower zone, and letting the gases pass into the upper zone.
  • the walls of the refrigerating compartment (3) form an outer casing, and the walls of the refrigerant compartment (2) form an inner casing. There is therefore a double envelope system in the carriage (1).
  • the gap (14) between the two envelopes allows air to flow from the refrigerating compartment (3) to the top of the refrigerant compartment (2).
  • the refrigerant snow is contained within the inner envelope, while the vapor and the sublimate of refrigerant are removed from this inner envelope to be diffused in the environment defined by the outer envelope to cool the ambient air within of the compartment to be refrigerated (3).
  • the refrigerant snow consists for example of dry ice.
  • the refrigerant vapor that is in the refrigerating compartment (3) is then discharged and recovered via a discharge pipe (6) connected to an orifice (7) provided for this purpose in the upper part of the refrigerated compartment (3).
  • the diameter of the orifice (7) is dimensioned so as to also accommodate the guide and centering duct (8) with the supply line (9) external liquid refrigerant under pressure.
  • the supply line (9) external liquid refrigerant under pressure.
  • a vertical wall (12) is arranged in the lower zone of the refrigerating compartment (2) in a direction parallel to the direction of injection and against the side wall (15) of the compartment (2). accommodating the guide and centering duct (8).
  • This side wall (15), the adjacent proximal side wall (16) of the duct (8), and the partition (12) form an injection zone, consisting of a containment lock, where the pressure is relatively high during operation. 'injection.
  • This partition (12) consists of a piece of sheet metal.
  • This partition (12) could be positioned differently to distribute the coolant in another way if necessary.
  • the air circulation and thus the production of cold by activating or deactivating the fans (11).
  • the latter are controlled by an electronic central unit or by electromechanical means, which retrieves (s) the information of at least one ambient temperature sensor positioned in the compartment to be refrigerated (3) and compares (s) this information to a temperature preset setpoint.

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Abstract

Chariot (1) mobile de stockage de matériau comportant un dispositif embarqué de refroidissement et de maintien au froid dudit matériau, constitué d'une structure de forme générale parallélépipédique munie d'une porte dans l'une de ses parois et délimitant : - au moins un compartiment à réfrigérer (3) dédié au stockage du matériau à refroidir ou à maintenir au froid ; - au moins un compartiment à réfrigérant (2) consistant en un compartiment technique adapté pour contenir un réfrigérant et produire du froid ; ledit dispositif de refroidissement et de maintien au froid comportant : - des moyens de connexion à au moins une alimentation (9) externe en réfrigérant à destination du compartiment à réfrigérant (2) ; - des moyens de production de froid au sein du compartiment à réfrigérant (2) ; - des moyens de guidage du froid vers le compartiment à réfrigérer (3) ; Lesdits moyens de guidage du froid comportent des moyens de diffusion homogène du froid au sein du compartiment à réfrigérer (3).

Description

  • La présente invention a trait au domaine technique des chariots mobiles utilisés pour le stockage et la distribution de matériau, du type denrées alimentaires, par exemple placées sur un plateau repas, ou dans des cagettes, ou autres, à refroidir ou à chauffer.
  • L'invention porte plus précisément sur le refroidissement du matériau stocké dans un chariot.
  • Traditionnellement, un tel chariot est constitué d'une structure de forme générale parallélépipédique munie d'une porte dans sa paroi avant et délimitant au moins un compartiment à réfrigérer dédié au stockage du matériau à refroidir ou à maintenir au froid. Plusieurs solutions concernant le système de refroidissement d'un tel chariot ont été développées.
  • Les documents WO 2008/24545 et GB 2 424 476 présentent par exemple une solution où un dock fixe de refroidissement permet de refroidir le chariot lorsque ce dernier est placé à proximité ou contre le dock. Le système de refroidissement du dock comprend un échangeur de chaleur doté d'un agent de refroidissement, et au moins un ventilateur permettant une circulation du flux d'air froid dans les parois du dock situées à proximité ou contre le chariot. Ce dernier est alors refroidi lorsqu'il est placé dans cet « environnement » froid créé par le dock.
  • L'inconvénient majeur de cette solution réside dans l'immobilité du dock. En effet, dès que le chariot mobile est éloigné du dock, il n'est plus réfrigéré, et la température à l'intérieur du compartiment à réfrigérer augmente inévitablement. Un tel système de refroidissement statique ne permet donc pas de maîtriser la température au sein du chariot mobile dans tous ses déplacements lors de son utilisation.
  • C'est pourquoi, d'autres solutions ont été développées, avec des chariots dotés d'un dispositif embarqué de refroidissement et de maintien au froid des denrées contenues dans le compartiment à réfrigérer, comme cela est divulgué par exemple dans le document FR 2 760 826 . Ce brevet divulgue notamment, comme agent réfrigérant, de la neige carbonique, stockée dans un bac du chariot. Ce réfrigérant se sublime lentement, formant un gaz froid qui est ensuite véhiculé via une circulation naturelle par convection dans les parois latérales de la structure métallique du chariot, lesquelles sont constituées de deux tôles de métal séparées par une couche de matériau isolant, des canaux de circulation de gaz étant insérés entre la tôle métallique intérieure et le matériau isolant.
  • Cette solution permet donc une distribution du froid dans la structure même du chariot, quel que soit son emplacement. Le froid reste cependant emprisonné dans les parois, et des écarts de température subsistent à l'intérieur du compartiment à réfrigérer, dont la température n'est pas homogène. De plus, la circulation naturelle par convection est très lente, empêchant dès lors un transfert optimal du gaz froid jusqu'aux extrémités des parois du chariot distales du bac de stockage de la neige carbonique.
  • La présente invention se propose de remédier aux inconvénients susmentionnés, en proposant un dispositif de refroidissement et de maintien au froid qui soit lié au chariot et donc déplaçable avec lui, qui permette de plus une distribution de froid dynamique et homogène au sein du chariot, offrant enfin une régulation dynamique du froid. Le dispositif de l'invention présente par ailleurs une grande autonomie de fonctionnement.
  • Pour ce faire, l'invention concerne un chariot mobile de stockage de matériau comportant un dispositif embarqué de refroidissement et de maintien au froid dudit matériau, constitué d'une structure de forme générale parallélépipédique munie d'une porte dans sa paroi et délimitant :
    • au moins un compartiment à réfrigérer dédié au stockage du matériau à refroidir ou à maintenir au froid ;
    • au moins un compartiment à réfrigérant consistant en un compartiment technique adapté pour contenir un réfrigérant et produire du froid ;
      ledit dispositif de refroidissement et de maintien au froid comportant :
    • des moyens de connexion à au moins une alimentation externe en réfrigérant à destination du compartiment à réfrigérant ;
    • des moyens de production de froid au sein du compartiment à réfrigérant ;
    • des moyens de guidage du froid vers le compartiment à réfrigérer.
  • L'invention se caractérise à titre principal en ce que lesdits moyens de guidage du froid comportent des moyens de diffusion homogène du froid au sein du compartiment à réfrigérer.
  • Le coeur de l'invention réside dans le fait que le froid est désormais diffusé directement dans le volume du compartiment à réfrigérer, et plus uniquement dans les parois délimitant le volume du compartiment à réfrigérer. De plus, le froid est diffusé de manière homogène dans tout le volume du compartiment à réfrigérer, afin d'éviter les disparités de température que l'on trouvait dans les solutions de l'art antérieur à certains niveaux du compartiment à réfrigérer.
  • Selon une configuration possible, lesdits moyens de guidage du froid consistent en une cheminée d'allure verticale placée sur toute la hauteur du compartiment à réfrigérer et débouchant dans le compartiment à réfrigérant, et lesdits moyens de diffusion homogène du froid consistent en de multiples ouvertures de distribution du froid pratiquées sur la cheminée le long de sa hauteur au sein du compartiment à réfrigérer.
  • Le froid en provenance du compartiment à réfrigérant est guidé dans cette cheminée, et est réparti de manière homogène à tous les niveaux du compartiment à réfrigérer.
  • Selon une possibilité, lesdits moyens de connexion à une alimentation externe en réfrigérant consistent en un conduit de guidage et de centrage saillant du compartiment à réfrigérant et prévu pour accueillir une conduite d'alimentation externe en réfrigérant liquide sous pression, l'injection puis la détente du réfrigérant liquide formant de la neige de réfrigérant et de la vapeur de réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant.
  • Cette neige de réfrigérant est ensuite stockée dans le compartiment à réfrigérant. Pour que cette neige ne s'agglutine pas un coin du compartiment à son arrivée, ledit dispositif de refroidissement et de maintien au froid comporte également des moyens de répartition du réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant.
  • Plus précisément, les moyens de répartition du réfrigérant consistent en un peigne de répartition où, dans chaque passage entre deux bras adjacents du peigne ou entre une paroi du compartiment à réfrigérant et le bras du peigne proximal de cette dernière, circule et se détend du réfrigérant liquide injecté en entrée du chariot qui se transforme pour partie en neige de réfrigérant et pour partie en vapeur de réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant.
  • Cette répartition est avantageuse dans la production ultérieure de froid, réalisée de manière classique par la transformation progressive de la neige de réfrigérant en sublimé de réfrigérant résultant de l'échange thermique réalisé par une circulation d'air. Le fait que la neige soit répartie dans tout le compartiment à réfrigérant permet d'offrir une plus grande surface d'échange thermique avec l'air provenant du compartiment à réfrigérer, et ainsi de créer en permanence et de manière optimisée du sublimé de réfrigérant, c'est-à-dire de l'air froid, qui va ensuite être guidé dans la cheminée de diffusion puis distribué dans le compartiment à réfrigérer.
  • Une autre manière avantageuse d'offrir une plus grande surface d'échange thermique avec l'air du compartiment à réfrigérer consiste à pourvoir la surface extérieure du compartiment à réfrigérant avec des ailettes d'échange thermique s'étendant vers le compartiment à réfrigérer. Ainsi, le réfrigérant qui refroidit les parois du compartiment à réfrigérant refroidit également les ailettes par conduction thermique. Ces ailettes présentent une grande surface d'échange thermique avec l'air du compartiment à réfrigérer, en plus de la surface des parois du compartiment à réfrigérant. Les ailettes peuvent être de toute forme.
  • De manière avantageuse, ledit peigne de répartition constitue l'extrémité de la cheminée débouchant dans le compartiment à réfrigérant et se divisant en plusieurs canaux correspondant aux bras du peigne. De cette manière, les pas entre les canaux servent de passage au réfrigérant liquide afin que la neige se forme dans tout le compartiment. Si la cheminée remontait dans le compartiment à réfrigérant en un seul tenant, il y aurait une barrière au passage du réfrigérant liquide. Ces canaux permettent également de freiner le passage du réfrigérant afin d'éviter l'accumulation de neige en fond de compartiment. Ces canaux, d'allure rectiligne, remplissent ainsi plusieurs fonctions, à savoir :
    • la répartition homogène de la neige de réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant ;
    • l'amenée de la vapeur et du sublimé de réfrigérant depuis le compartiment à réfrigérant vers la cheminée.
  • Les moyens de production de froid au sein du compartiment à réfrigérant consistent en des moyens aérauliques créant une boucle de circulation d'air, aspirant l'air issu du compartiment à réfrigérer et le dirigeant vers la neige de réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant, puis transférant cet air chargé de vapeur de réfrigérant et de sublimé de réfrigérant vers les canaux de la cheminée pour le distribuer dans le compartiment à réfrigérer. La vapeur et le sublimé de réfrigérant forment de l'air froid, qui refroidit ensuite les produits stockés dans le compartiment à réfrigérer. Ces moyens aérauliques consistent en des moyens de ventilation électriques et/ou pneumatiques disposés à l'intérieur du compartiment à réfrigérant.
  • De façon avantageuse, au moins une grille de séparation d'allure horizontale est disposée au sein du compartiment à réfrigérant délimitant une zone inférieure de stockage de la neige de réfrigérant et une zone supérieure où débouchent les canaux pour aspirer la vapeur et le sublimé de réfrigérant et où se trouvent les moyens de ventilation aspirant l'air issu du compartiment à réfrigérer arrivant par le dessus du compartiment à réfrigérant. Cette grille constitue ainsi un filtre à maille très fine qui retient la neige et évite le colmatage des canaux.
  • Par ailleurs, ladite zone inférieure du compartiment à réfrigérant comporte une cloison d'allure verticale délimitant avec deux parois adjacentes du compartiment une zone d'injection confinée du réfrigérant liquide, la pression d'injection du réfrigérant liquide étant apte à rediriger une partie du réfrigérant liquide et de la neige de réfrigérant vers la zone située de l'autre côté de ladite cloison, opposée à ladite zone d'injection confinée. Cette cloison consiste en un morceau de tôle par exemple. En effet, lors de l'injection, la pression du réfrigérant liquide est si importante (20 bars) qu'elle génère des vitesses de gaz empêchant, par expulsion, toute formation de neige dans un périmètre proche. Le confinement de cette zone d'injection permet ainsi d'augmenter la surface / le volume occupé par la neige dans le reste du compartiment. La surface de cette zone d'injection peut être variable.
  • De préférence, le chariot mobile comporte des moyens de régulation du refroidissement permettant un asservissement des moyens aérauliques à une température de consigne choisie pour le compartiment à réfrigérer. Les moyens de ventilation électriques et/ou pneumatiques sont donc activés ou désactivés en fonction du besoin en froid du compartiment à refroidir.
  • Par ailleurs, la vapeur du réfrigérant, créé lors de l'injection et de la détente du réfrigérant liquide sous pression et diffusée ensuite dans le compartiment à réfrigérer, doit être récupérée pour garantir la sécurité de l'utilisateur. En effet, cette vapeur de CO constitue un danger car elle présente à la fois un risque de toxicité et un risque d'asphyxie à partir de certains seuils de concentration dans l'air ambiant. Il est donc nécessaire de l'évacuer.
  • Pour ce faire, le compartiment à réfrigérer est doté d'une conduite d'évacuation de la vapeur de réfrigérant vers l'extérieur du chariot. Par conséquent, la présente invention permet à la fois d'utiliser la vapeur de réfrigérant pour le refroidissement du compartiment à réfrigérer, et de récupérer ensuite cette même vapeur de réfrigérant pour être évacuée à l'extérieur du compartiment en toute sécurité.
  • Avantageusement, ladite conduite d'évacuation entoure au moins une partie dudit conduit de guidage et de centrage. Cette configuration permet une finition propre du chariot, avec un unique orifice visible depuis l'extérieur.
  • Le chariot selon l'invention peut comporter d'autres compartiments à refroidir ou à chauffer, et d'autres moyens de refroidissement et de chauffage.
  • L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :
    • la figure 1 représente le chariot mobile sans sa porte frontale ;
    • la figure 2 illustre le dispositif embarqué de refroidissement et de maintien au froid selon l'invention ;
    • la figure 3 est une vue en coupe du profil du dispositif de refroidissement et de maintien au froid selon l'invention ;
    • la figure 4 est une vue en coupe du dessus du chariot ;
    • la figure 5 correspond à la figure 3 avec la représentation graphique du cheminement du réfrigérant, et sans la grille et les signes de référence afin de ne pas surcharger la figure ;
    • la figure 6 correspond à la figure 4 avec la représentation graphique du cheminement du réfrigérant, et sans la grille, les ventilateurs, et les signes de référence afin de ne pas surcharger la figure ;
    • la figure 7 est une vue de dessus en coupe du dispositif d'injection.
  • Sur la vue de la figure 1 est représenté un chariot (1) selon l'invention. Ce chariot (1) mobile comporte en partie supérieure un compartiment à réfrigérant (2), et en partie inférieure un compartiment à réfrigérer (3). Une cheminée (4) s'étend sur toute la hauteur du compartiment à réfrigérer (3), et comporte de multiples ouvertures (5) de distribution du froid pour diffuser le froid de façon homogène dans le compartiment à réfrigérer (3). Ces ouvertures (5) sont séparées d'un pas constant sur toute la hauteur de la cheminée (4), comme cela est également visible en figure 2.
  • Les figures 2 à 6 sont axées sur le compartiment à réfrigérant (2) et donc sur la production à froid.
  • Ce compartiment à réfrigérant (2) comporte un conduit de guidage et de centrage (8), prévu pour accueillir une conduite d'alimentation (9) externe de réfrigérant liquide sous pression.
  • Le réfrigérant liquide est injecté sous pression dans une zone inférieure du compartiment à réfrigérant (2), à l'intérieur de laquelle il se détend, et se transforme en neige de réfrigérant. Des canaux (10) débouchants, d'allure rectiligne verticale, prolongeant l'extrémité supérieure de la cheminée (4), sont positionnés à pas constants le long d'un plan vertical perpendiculaire à la direction d'injection, à la manière d'un peigne, créant ainsi des blocs d'arrêt en alternance avec des passages pour stopper ou laisser passer le liquide afin de le répartir de façon homogène dans toute la largeur du compartiment (2), et donc a fortiori de répartir de façon homogène la neige de réfrigérant. Cette phase d'injection et de détente du réfrigérant liquide créé une vapeur de réfrigérant qui se retrouve également au sein du compartiment à réfrigérant (2).
  • Des ventilateurs (11), placés dans une zone supérieure du compartiment à réfrigérant (2), permettent de créer une boucle de circulation d'air dans le chariot (1). Ces ventilateurs (11) aspirent l'air du compartiment à réfrigérer (3) qui passe dans l'interstice (14) le long des parois latérales du compartiment à réfrigérant (2) puis au-dessus de ce dernier, et le refoulent au sein de la zone inférieure du compartiment à réfrigérant (2). Cet air vient alors au contact de la neige de réfrigérant, et la différence de température entre l'air et la neige occasionne la sublimation de la couche de neige en surface. L'air chargé de sublimé ainsi créé, et chargé de vapeur de réfrigérant créé lors de l'injection du liquide, est alors envoyé, toujours via la circulation d'air créé par les ventilateurs (11), vers la zone supérieure à travers une grille (13) la séparant de la zone inférieure, et vers l'extrémité débouchante des canaux (10), puis dans la cheminée (4), puis est diffusé dans le compartiment à réfrigérer (3) via les ouvertures (5). Cet air froid ventilé permet donc de refroidir le compartiment (3) de manière homogène. Ladite grille (13) est prévue avec une maille suffisamment fine pour faire office de filtre, retenant la neige dans la zone inférieure, et laissant passer les gaz dans la zone supérieure.
  • Les parois du compartiment à réfrigérer (3) forment une enveloppe externe, et les parois du compartiment à réfrigérant (2) forment une enveloppe interne. Il y a donc un système à double enveloppe dans le chariot (1). L'interstice (14) entre les deux enveloppes permet à l'air de circuler depuis le compartiment à réfrigérer (3) vers le dessus du compartiment à réfrigérant (2).
  • La neige de réfrigérant est contenue au sein de l'enveloppe interne, tandis que la vapeur et le sublimé de réfrigérant sont évacués de cette enveloppe interne pour être diffusés dans l'environnement délimité par l'enveloppe externe pour refroidir l'air ambiant au sein du compartiment à réfrigérer (3).
  • Concrètement, le compartiment à réfrigérer (3) est refroidi par :
    • la neige de réfrigérant stockée dans le compartiment à réfrigérant (2) en partie supérieure du compartiment à réfrigérer (3) ;
    • la vapeur froide de réfrigérant créée lors de l'injection/détente du réfrigérant liquide, et diffusée via les canaux (10) et la cheminée (4) dans le compartiment à réfrigérer (3) ;
    • le sublimé de réfrigérant créé par la neige de réfrigérant en contact avec de l'air ventilé, et diffusé via les canaux (10) et la cheminée (4) dans le compartiment à réfrigérer (3).
  • La neige de réfrigérant consiste par exemple en de la neige carbonique.
  • Suite à l'injection, la vapeur de réfrigérant se retrouvant dans le compartiment à réfrigérer (3) est ensuite évacuée et récupérée via une conduite d'évacuation (6) raccordée à un orifice (7) prévu à cet effet dans la partie supérieure du compartiment à réfrigérer (3).
  • De façon avantageuse, le diamètre de l'orifice (7) est dimensionné de manière à pouvoir accueillir également le conduit de guidage et de centrage (8) avec la conduite d'alimentation (9) externe de réfrigérant liquide sous pression. Ainsi, il n'y a qu'une seule conduite visible depuis l'extérieur du chariot (1), comme cela est illustré en figure 7.
  • Une cloison (12) d'allure verticale est disposée dans la zone inférieure du compartiment à réfrigérer (2), dans une direction d'allure parallèle à la direction de l'injection et contre la paroi latérale (15) du compartiment (2) accueillant le conduit de guidage et centrage (8). Cette paroi latérale (15), la paroi latérale adjacente (16) proximale du conduit (8), et la cloison (12) forment une zone d'injection, consistant en un sas de confinement, où la pression est relativement élevée lors de l'injection. Cette cloison (12) consiste en un morceau de tôle.
  • Les ventilateurs (11) ne fonctionnent pas pendant l'injection du réfrigérant liquide et la formation de la neige. C'est la pression d'injection du réfrigérant liquide qui permet sa pulvérisation vers la paroi (17) opposée au côté d'injection, puis vers l'arrière de la cloison (12) délimité par les parois adjacentes (15, 18), et donc la répartition du réfrigérant (liquide et neige) sur toute la surface du compartiment (2).
  • Cette cloison (12) pourrait être positionnée différemment pour répartir le réfrigérant d'une autre manière si besoin.
  • Par ailleurs, il est possible de réguler la circulation d'air et donc la production de froid en activant ou désactivant les ventilateurs (11). Ces derniers sont contrôlés par une unité centrale électronique ou par des moyens électromécaniques, qui récupère(nt) les informations d'au moins un capteur de température ambiante positionné dans le compartiment à réfrigérer (3) et compare(nt) ces informations à une température de consigne préréglée.
  • En fonction de la température de consigne désirée, et en fonction de la durée d'autonomie souhaitée du chariot (1), il est possible de définir la quantité au plus juste de neige de réfrigérant à stocker. Et grâce aux moyens d'asservissement décrits ci-dessus, il est possible de contrôler la consommation de neige de réfrigérant, afin de pouvoir réfrigérer le compartiment (3) de manière optimale. L'avantage devient par conséquent également économique, en permettant d'optimiser la quantité de neige à utiliser.
  • Les exemples donnés ci-dessus ne sont pas exhaustifs de l'invention, qui englobe au contraire des variantes au niveau des formes et de l'agencement entre les différents éléments (conduites, canaux, cheminée) formant le dispositif de refroidissement et de maintien au froid, à la portée de l'homme de l'art.

Claims (14)

  1. Chariot (1) mobile de stockage de matériau comportant un dispositif embarqué de refroidissement et de maintien au froid dudit matériau, constitué d'une structure de forme générale parallélépipédique munie d'une porte dans l'une de ses parois et délimitant :
    - au moins un compartiment à réfrigérer (3) dédié au stockage du matériau à refroidir ou à maintenir au froid ;
    - au moins un compartiment à réfrigérant (2) consistant en un compartiment technique adapté pour contenir un réfrigérant et produire du froid ;
    ledit dispositif de refroidissement et de maintien au froid comportant :
    - des moyens de connexion à au moins une alimentation (9) externe en réfrigérant à destination du compartiment à réfrigérant (2) ;
    - des moyens de production de froid au sein du compartiment à réfrigérant (2) ;
    - des moyens de guidage du froid vers le compartiment à réfrigérer (3) ;
    caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage du froid comportent des moyens de diffusion homogène du froid au sein du compartiment à réfrigérer (3).
  2. Chariot (1) mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage du froid consistent en une cheminée (4) d'allure verticale placée sur toute la hauteur du compartiment à réfrigérer (3) et débouchant dans le compartiment à réfrigérant (2), et en ce que lesdits moyens de diffusion homogène du froid consistent en de multiples ouvertures (5) de distribution du froid pratiquées sur la cheminée (4) le long de sa hauteur au sein du compartiment à réfrigérer (3).
  3. Chariot (1) mobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion à une alimentation (9) externe en réfrigérant consistent en un conduit de guidage et de centrage (8) saillant du compartiment à réfrigérant (2) et prévu pour accueillir une conduite d'alimentation (9) externe en réfrigérant liquide sous pression, l'injection puis la détente du réfrigérant liquide formant de la neige de réfrigérant et de la vapeur de réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant (2).
  4. Chariot (1) mobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de refroidissement et de maintien au froid comporte également des moyens de répartition du réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant (2).
  5. Chariot (1) mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de répartition du réfrigérant consistent en un peigne de répartition où, dans chaque passage entre deux bras adjacents du peigne ou entre une paroi du compartiment à réfrigérant (2) et le bras du peigne proximal de cette dernière, circule et se détend du réfrigérant liquide injecté en entrée du chariot (1) qui se transforme pour partie en neige de réfrigérant et pour partie en vapeur de réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant (2).
  6. Chariot (1) mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit peigne de répartition constitue l'extrémité de la cheminée (4) débouchant dans le compartiment à réfrigérant (2) et se divisant en plusieurs canaux (10) correspondant aux bras du peigne.
  7. Chariot (1) mobile selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les moyens de production de froid au sein du compartiment à réfrigérant (2) consistent en des moyens aérauliques créant une boucle de circulation d'air, aspirant l'air issu du compartiment à réfrigérer (3) et le dirigeant vers la neige de réfrigérant au sein du compartiment à réfrigérant (2), puis transférant cet air chargé de vapeur de réfrigérant et de sublimé de réfrigérant vers les canaux (10) de la cheminée (4) pour le distribuer dans le compartiment à réfrigérer (3).
  8. Chariot (1) mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens aérauliques consistent en des moyens de ventilation (11) électriques et/ou pneumatiques disposés à l'intérieur du compartiment à réfrigérant (2).
  9. Chariot (1) mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une grille (13) de séparation d'allure horizontale est disposée au sein du compartiment à réfrigérant (2) délimitant une zone inférieure de stockage de la neige de réfrigérant et une zone supérieure où débouchent les canaux (10) pour aspirer la vapeur et le sublimé de réfrigérant et où se trouvent les moyens de ventilation (11) aspirant l'air issu du compartiment à réfrigérer (3) arrivant par le dessus du compartiment à réfrigérant (2).
  10. Chariot (1) mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite zone inférieure du compartiment à réfrigérant (2) comporte une cloison (12) d'allure verticale délimitant avec deux parois (15, 16) adjacentes du compartiment une zone d'injection confinée du réfrigérant liquide, la pression d'injection étant apte à rediriger une partie du réfrigérant liquide et de la neige de réfrigérant vers la zone située de l'autre côté de ladite cloison (12), opposée à ladite zone d'injection confinée.
  11. Chariot (1) mobile selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de régulation du refroidissement permettant un asservissement des moyens aérauliques à une température de consigne choisie pour le compartiment à réfrigérer (3).
  12. Chariot (1) mobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment à réfrigérer (3) est doté d'une conduite d'évacuation (6) de la vapeur de réfrigérant vers l'extérieur du chariot (1).
  13. Chariot (1) mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite conduite d'évacuation (6) entoure au moins une partie dudit conduit de guidage et de centrage (8).
  14. Chariot (1) mobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure du compartiment à réfrigérant (2) est pourvu d'ailettes d'échange thermique s'étendant vers le compartiment à réfrigérer (3).
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