FR2489488A1 - Closed circuit refrigerated container - has closed circuit containing volatile fluid and adsorber to recover gases - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE REFRIGERATION.REFRIGERATION METHOD AND DEVICE.
L'invention concerne un procédé de réfrigération etun un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. The invention relates to a refrigeration method and a device for carrying out this method.
On connait déjà des procédés et dispositifs de réfrigération dans lesquels on réalise la vaporisation d'un produit volatil, pour faire le froid. Généralement, ces techniques connues mettent en oeuvre des machines frigorifiques qui ont comme inconvénients de représenter un investissement initial élevé et des frais de fonctionnement prohibitifs, de nécessiter une maintenance et une suveillance de fonctionnement constantes, d'être hautement consommatrices d'énergie et d'etre peu adaptées au cas d'un conteneur à réfrigérer devant être transporté. Refrigeration processes and devices are already known in which vaporization of a volatile product is carried out, to make the cold. Generally, these known techniques use refrigeration machines which have the disadvantages of representing a high initial investment and prohibitive operating costs, of requiring constant maintenance and monitoring of operation, of being highly energy and energy consuming. be unsuitable for a container to be refrigerated to be transported.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle propose à cet effet un procédé de réfrigération dans lequel on procède à la vaporisation d'un produit volatil placé dans un espace clos, caractérisé par le fait qu'on réalise cette vaporisation en plaçant dans l'espace clos un adsorbant assurant également la fixation des vapeurs dégagées. The present invention aims to remedy these drawbacks. To this end, it provides a refrigeration process in which a volatile product is vaporized placed in an enclosed space, characterized in that this vaporization is carried out by placing in the enclosed space an adsorbent which also ensures fixing vapors given off.
L'invention propose également un dispositif comprenant une première enceinte de réfrigération, une seconde enceinte contenant le produit volatil, placée dans la première enceinte, et assurant des échanges thermiques avec celle-ci ; des moyens de vaporisation du produit volatil contenu dans la seconde enceinte, caractérisé par le fait que ces moyens de vaporation sont constitues essentiellement par un adsorbant placé dans un réservoir en communication avec la seconde enceinte de produit volatil, cet adsorbant assurant en outre la fixation des vapeurs dégagées. The invention also provides a device comprising a first refrigeration enclosure, a second enclosure containing the volatile product, placed in the first enclosure, and ensuring heat exchanges with the latter; means for vaporizing the volatile product contained in the second enclosure, characterized in that these vaporization means consist essentially of an adsorbent placed in a reservoir in communication with the second enclosure of volatile product, this adsorbent also ensuring the fixing of the vapors given off.
L'invention est d'une mise en oeuvre aisée, peu coûteuse en ce qui concerne l'investissement initial, non consommatrice d'énergie, ne nécessitant pas un personnel nombreux ou extrêmement qualifié. Elle peut être appliquée à l'échelle industrielle ou individuelle, à usage domestique. Elle ne présente aucun danger. Préférentiellement, l'adsorbant est ré généré en place. Ce procédé et son dispositif sont tout particulièrement adaptés a la réfrigération temporaire d'un corps. The invention is easy to implement, inexpensive as regards the initial investment, which does not consume energy, does not require numerous or extremely qualified personnel. It can be applied on an industrial or individual scale, for domestic use. It presents no danger. Preferably, the adsorbent is re-generated in place. This method and its device are particularly suitable for the temporary refrigeration of a body.
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui suivra en référence à la figure unique annexée qui est une vue schématique d'une forme d'exécution d'un dispositif suivant l'invention. The other characteristics and advantages of the invention will result from the description which follows with reference to the single appended figure which is a schematic view of an embodiment of a device according to the invention.
Suivant l'invention, il est proposé un procédé de réfrigération et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. According to the invention, there is provided a refrigeration process and a device for implementing this process.
Le procédé met en oeuvre et le dispositif comporte une première enceinte 1, étanche, dans l'espace clos interne de laquelle est placé le corps (non représenté) à réfrigérer. The method implements and the device comprises a first enclosure 1, sealed, in the internal closed space of which is placed the body (not shown) to be refrigerated.
La première enceinte 1 est adaptée à la nature et à la quantité de corps a réfrigérer. The first enclosure 1 is adapted to the nature and the amount of body to be refrigerated.
L'enceinte 1 peut se présenter sous la forme d'une citerne, ou d'un caisson, ou d'un récipient à usage domestique. The enclosure 1 may be in the form of a tank, or a box, or a container for household use.
Elle peut être fixe ou mobile. Elle peut etre de forme cylin drique, parallélépipédique ou autre. Elle peut avoir une disposition générale horizontale, verticale, inclinée ou autre.It can be fixed or mobile. It can be cylindrical, parallelepipedic or other. It can have a general horizontal, vertical, inclined or other arrangement.
L'enceinte 1 comporte des moyens d'introduction et d'évacuation du corps à réfrigérer, des moyens de contrôle, visualisation, sécurité ou autres. Le cas échéant, l'enceinte 1 comporte des moyens d'isolation thermique.The enclosure 1 includes means for introducing and evacuating the body to be refrigerated, means for monitoring, viewing, security or the like. If necessary, the enclosure 1 includes thermal insulation means.
Le procédé met en oeuvre et le dispositif comporte en second lieu une seconde enceinte 2 , contenant le produit volatil non représenté dont la vaporisation est génératrice de froid. La forme de réalisation de la seconde enceinte 2 et sa disposition dans la première enceinte 1 sont telles que la vaporisation du produit volatil et les échanges thermiques entre la seconde enceinte 2 et l'espace interne de la première enceinte 1 sont favorisés ou à tout le moins ne sont pas entraves. The method implements and the device secondly comprises a second enclosure 2, containing the volatile product, not shown, the vaporization of which generates cold. The embodiment of the second enclosure 2 and its arrangement in the first enclosure 1 are such that the vaporization of the volatile product and the heat exchanges between the second enclosure 2 and the internal space of the first enclosure 1 are favored or at all less are not hindered.
A cet effet et préférentiellement, la seconde enceinte 2 comporte , placé à l'intérieur, un média support 3 notamment poreux, recevant.le produit volatil. D'autre part, l'enceinte 2 comporte également préférentiellement des moyens 4 de dissipation du froid produit par la vaporisation du produit volatil. To this end and preferably, the second enclosure 2 comprises, placed inside, a support medium 3 in particular porous, receiving.the volatile product. On the other hand, the enclosure 2 also preferably comprises means 4 for dissipating the cold produced by the vaporization of the volatile product.
Dans une forme d'exécution possible et non limitative illustrée par les figures, la seconde enceinte 2 comporte une pluralité de conduits 5, de stockage du produit volatil, notamment coplanaires et parallèles les uns aux autres et un conduit collecteur 6 en communication avec les conduits de stockage 5 par des raccords 7. In a possible and nonlimiting embodiment illustrated by the figures, the second enclosure 2 comprises a plurality of conduits 5, for storing the volatile product, in particular coplanar and parallel to each other and a collecting conduit 6 in communication with the conduits storage 5 by fittings 7.
Le média support 3 tel qu'une éponge est placé dans les conduits de stockage 5. The support medium 3 such as a sponge is placed in the storage conduits 5.
Les moyens 4 se présentent sous la forme d'ailettes externes, notamment radiales. The means 4 are in the form of external fins, in particular radial.
Le procédé met en oeuvre le dispositif comportant en troisieme lieu au moins un réservoir 8 ou similaire, renfermant un adsorbant 9 (repré- senté schématiquement)constituant les moyens de vaporisation du produit volati
L'adsorbant 9 peut être un corps, préférentiellement solide, notamment connu en soi, susceptible d'adsorber le produit volatil contenu dans la seconde enceinte 2 ou une substance volatile contenue dans ce produit. L'adsorbant 9 peut être régénéré, les vapeurs précédemment adsorbées en étant extraites. Naturellement, la nature de l'adsorbant 9 est adaptée auxproduit ou substances volatiles auxquels il s'applique. L'adsorbant 9 est par exemple des zéolithes, du chlorure de lithium ou autre corps.The method implements the device comprising in the third place at least one reservoir 8 or similar, containing an adsorbent 9 (shown diagrammatically) constituting the means for vaporizing the volatile product.
The adsorbent 9 can be a body, preferably solid, in particular known per se, capable of adsorbing the volatile product contained in the second enclosure 2 or a volatile substance contained in this product. The adsorbent 9 can be regenerated, the vapors previously adsorbed being extracted. Naturally, the nature of the adsorbent 9 is adapted to the product or volatile substances to which it applies. The adsorbent 9 is for example zeolites, lithium chloride or other body.
Le réservoir 8 est préférentiellement garni de moyens 10 de dissipation de la chaleur provenant de l'adsorption tel que des ailettes extérieures. The tank 8 is preferably furnished with means 10 for dissipating the heat coming from the adsorption, such as external fins.
Eventuellement, le réservoir 8 peut comporter des moyens favorisant l'adsorption ou augmentant la capacité d'adsorption de l'adsorbant 9, tel que des moyens de chauffage, des moyens de brassage (non représentés). Optionally, the reservoir 8 may include means promoting adsorption or increasing the adsorption capacity of the adsorbent 9, such as heating means, stirring means (not shown).
L'adsorbant 9 pouvant être régénéré est préférentiellement placé à demeure dans le réservoir8. The adsorbent 9 which can be regenerated is preferably placed permanently in the tank 8.
Dans la forme d'exécution illustrée par la figure, le dispositif comprend deux réservoirs ou série de réservoirs respectivement 8a, 8b, de même structure générale destinés à fonctionner, soit en parallèle et simultanément, oit préférentiellement de façon alternée, l'un des réservoirs étant en service tandis que l'autre réservoir est au repos ou en phase de régénération de l'adsorbant 9 qu'il comporte. In the embodiment illustrated in the figure, the device comprises two reservoirs or series of reservoirs respectively 8a, 8b, of the same general structure intended to operate, either in parallel and simultaneously, preferably preferentially alternately, one of the reservoirs being in service while the other reservoir is at rest or in the regeneration phase of the adsorbent 9 which it comprises.
Les réservoirs 8a, 8b sont en communication étanche avec la seconde enceinte 2, notamment le conduit collecteur 6 par une tubulure il rigide ou souple comportant préferentiellement un conduit 12 associé au conduit collecteur 6 et deux conduits 13a, 13b respectivement associés aux réservoirs 8a, 8b notamment à une extrémité de ceux-ci, par exemple leur extrémité de têtue. Une vanne multi-voies 14 est interposée sur la tubulure 11 à la jonction entre les conduit 12, 13a, 13b. La vanne 14 permet de mettre le conduit 12 en communication avec celui ou ceux des conduits 13a, 13b souhaités. La vanne 14 permet également d'interrompre toute communication entre le conduit 12 et les réservoirs 8a, 8b. The tanks 8a, 8b are in leaktight communication with the second enclosure 2, in particular the collecting duct 6 by a rigid or flexible tubing il preferably comprising a duct 12 associated with the collecting duct 6 and two ducts 13a, 13b respectively associated with the tanks 8a, 8b especially at one end of these, for example their stubborn end. A multi-way valve 14 is interposed on the pipe 11 at the junction between the conduits 12, 13a, 13b. The valve 14 allows the conduit 12 to be placed in communication with that or those of the desired conduits 13a, 13b. The valve 14 also makes it possible to interrupt any communication between the conduit 12 and the tanks 8a, 8b.
Le cas échéant, la vanne 14 comporte également un clapetde réglage associé à des moyens de commande 15 notamment du type comportant un palpeur de température 15a placé dans la première enceinte 1, des moyens de liaison 15b associés au palpeur 15a et un organe d'entrainement 15c associé cinématiquement au clapet de la vanne 14. Where appropriate, the valve 14 also includes an adjustment valve associated with control means 15 in particular of the type comprising a temperature sensor 15a placed in the first enclosure 1, connection means 15b associated with the sensor 15a and a drive member 15c kinematically associated with the valve of the valve 14.
Naturellement, les fonctions respectives de répartition entre le conduit 12 et les conduits 13a, 13b, d'arrêt de la communication entre le conduit 12 et les réservoirs 8a, 8b, de réglage du débit à travers la tubulure 11 peuvent être remplies partrois vannes distinctes. Naturally, the respective functions of distribution between the conduit 12 and the conduits 13a, 13b, of stopping the communication between the conduit 12 and the reservoirs 8a, 8b, of adjusting the flow rate through the tubing 11 can be fulfilled by three separate valves .
La seconde enceinte 2 et les réservoirs 8, en communication étanche via la tubulure 11 constituent donc un espace E clos étanche dans lequel sont placés d'une part le produit volatil et d'autre part l'adsorbant 9. Cette coexistence est telle que l'adsorbant 9 peut réaliser une vaporisation notamment sé lective, partielle ou non, du produit volatil, procurant du froid, transmis à l'espace interne de la première enceinte 1. The second enclosure 2 and the tanks 8, in sealed communication via the tube 11 therefore constitute a sealed closed space E in which the volatile product is placed on the one hand and the adsorbent 9 on the other hand. This coexistence is such that the the adsorbent 9 can carry out, in particular selective, partial or non-selective vaporization of the volatile product, providing cold, transmitted to the internal space of the first enclosure 1.
Ainsi, l'évaporation du produit ou des matières volatiles procurant le froid est réalisée en plaçant dans cet espace clos le dit produit et l'adsorbant 9;
En outre, l'adsorbant 9 a comme fonction d'assurer la fixation des vapeurs dégagées. Préférentiellement, comme illustré par la figure, mais non exclusivement, les réservoirs 8 sont associés à des moyens de dépression 16 destinés à réaliser un vide partiel dans l'espace clos E afin de favoriser la vaporisation du produit volatil. Ces moyens de dépression 16 peuvent comporter, de façon connue en soi, une pompe à vide 17, montée sur une canalisation d'extraction 18, préférentiellement associée aux réservoirs 8 notamment à leurs extrémités opposées à celles ou se trouvent les conduits 13a, 13b, à savoir leurs extrémités de pieds.Thus, the evaporation of the product or volatile materials providing the cold is carried out by placing the said product and the adsorbent 9 in this closed space;
In addition, the adsorbent 9 has the function of ensuring the fixation of the vapors released. Preferably, as illustrated in the figure, but not exclusively, the reservoirs 8 are associated with vacuum means 16 intended to produce a partial vacuum in the enclosed space E in order to promote the vaporization of the volatile product. These vacuum means 16 can comprise, in a manner known per se, a vacuum pump 17, mounted on an extraction pipe 18, preferably associated with the tanks 8 in particular at their ends opposite to those where the conduits 13a, 13b are located, namely their feet ends.
Préférentiellement, comme illustré par la figure mais non exclusivement, sont associés au réservoir 8 des moyens d'extraction 19 et des moyens de stockage 20 des vapeurs adsorbées par l'adsorbant 9. Ces moyens 19, 20 sont montés sur une canalisation 21. Les moyens d'extraction 19 peuvent faire l'objet de nombreuses variantes tel que pompe à anneau d'eau ou trompe à eau. Les moyens de stockage 20 placés en sortie des moyens d'extraction 19 se présentent sous la forme générale d'un réservoir. Preferably, as illustrated by the figure but not exclusively, are associated with the reservoir 8 of the extraction means 19 and of the storage means 20 of the vapors adsorbed by the adsorbent 9. These means 19, 20 are mounted on a pipe 21. The extraction means 19 can be the subject of numerous variants such as a water ring pump or a water pump. The storage means 20 placed at the outlet of the extraction means 19 are in the general form of a reservoir.
Dans la forme d'exécution illustrée par la figure, le dispositif comporte également des moyens 22 de liaison et de commutation entre les canalisations 18 et 21 et des conduits 23a, 23b placés en pieds des réservoirs 8a, 8~. Ces moyens 22 permettent notamment d'associer indifféremment les moyens de dépression 16 avec l'un ou l'autre des réservoirs 8a, 8b, tandis que les moyens d'extraction 19 et stockage 29 sont associés alors à l'autre réservoir 8b, 8a. In the embodiment illustrated in the figure, the device also includes means 22 for connection and switching between the pipes 18 and 21 and conduits 23a, 23b placed at the feet of the tanks 8a, 8 ~. These means 22 allow in particular to indifferently associate the vacuum means 16 with one or the other of the tanks 8a, 8b, while the extraction means 19 and storage 29 are then associated with the other tank 8b, 8a .
Dans une forme d'exécution possible, indicative et nullement limitative, les moyens 22 comportent quatre canalisations 24a, 24b, 24c, 24d sur lesquelles sont interposées quatre vannes 25a, 25b, 25c, 25d. La canalisation 24a relie par exemple le conduit 23a à la canalisation 18. La canalisation 24b relie par exemple le conduit 23b la canalisation 21. La canalisation 24c relie par exemple le conduit 23a à la canalisation 21. Enfin, la canalisation 24d relie alors le conduit 23b à la canalisation 18. Naturellement, il est prévu des moyens de liaison cinématique et d'asservissement des vannes 25a, 25b, 25c, 25d entre elles. In a possible embodiment, indicative and in no way limitative, the means 22 comprise four pipes 24a, 24b, 24c, 24d on which are interposed four valves 25a, 25b, 25c, 25d. The pipe 24a connects for example the pipe 23a to the pipe 18. The pipe 24b connects for example the pipe 23b the pipe 21. The pipe 24c connects for example the pipe 23a to the pipe 21. Finally, the pipe 24d then connects the pipe 23b to the pipe 18. Naturally, means are provided for kinematic connection and control of the valves 25a, 25b, 25c, 25d therebetween.
Selon une variante possible, les moyens de stockage 20 sont reliés à la seconde enceinte 2 de manière à permettre la restitution au produit volatil des vapeurs précédemment ad sorbées, stockées dans les dits moyens de stockage 20. According to a possible variant, the storage means 20 are connected to the second enclosure 2 so as to allow the return to the volatile product of the vapors previously ad sorbed, stored in said storage means 20.
Dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite, l'un des réservoirs, soit par exemple le réservoir 8a peut être en service, l'adsorbant 9 qu'il contient exerçant sa fonction de vaporisation et fixation du produit ou substance volatile contenue dans la seconde enceinte 2. Dans ce cas, la vanne 25a interposée sur la canalisation 24a est ouverte, les deux vannes 25c, 25d respectivement interposées sur les canalisations 24c et 24d sont fermées. Le réservoir 8b peut alors être dans la phase de régénération de l'adsorbant 9 qu'il contient, auquel cas la vanne 25b interposée sur la canalisation 24b est ouverte. Dans ce cas, il est clair que la vanne 14 assure une communication entre la tubulure 11 et le conduit 13b tout en empêchant la communication entre le conduit 12 et le conduit 13b. In the embodiment which has just been described, one of the reservoirs, ie for example the reservoir 8a, can be in service, the adsorbent 9 which it contains exercising its function of vaporization and fixing of the product or volatile substance contained in the second enclosure 2. In this case, the valve 25a interposed on the pipe 24a is open, the two valves 25c, 25d respectively interposed on the pipes 24c and 24d are closed. The reservoir 8b can then be in the regeneration phase of the adsorbent 9 which it contains, in which case the valve 25b interposed on the pipe 24b is open. In this case, it is clear that the valve 14 provides communication between the pipe 11 and the conduit 13b while preventing communication between the conduit 12 and the conduit 13b.
Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante : Le corps à réfrigérer est introduit dans l'enceinte 1. La vanne 14 est placée de telle manière que la seconde enceinte 2 soit mise en communication avec un réservoir 8 d'adsorbant régénéré. Les éventuels moyens de dépression 16 sont mis en oeuvre. L'adsorbant adsorbe le produit ou substance volatile du produit contenu dans les conduits 5, en provoquant le froid transmis à l'espace interne de l'enceinte 1, donc au corps qui y est placé. The device which has just been described operates in the following manner: The body to be refrigerated is introduced into the enclosure 1. The valve 14 is placed in such a way that the second enclosure 2 is placed in communication with a reservoir 8 of adsorbent regenerated. Any vacuum means 16 are used. The adsorbent adsorbs the product or volatile substance of the product contained in the conduits 5, causing the cold transmitted to the internal space of the enclosure 1, therefore to the body which is placed there.
Lorsque l'on a atteint un degré de réfrigération satisfaisant du corps placé dans l'enceinte 1, la vanne 14 est disposée de telle manière à interrompre toute communication entre le conduit 6 et les réservoirs 8. On peut alors procéder le cas échéant à la régénération de l'adsorbant précédemment utilisé. When a satisfactory degree of refrigeration of the body placed in the enclosure 1 has been reached, the valve 14 is arranged in such a way as to interrupt any communication between the conduit 6 and the reservoirs 8. It is then possible, if necessary, to carry out the regeneration of the adsorbent previously used.
Naturellement, les moyens de dépression 16 sont facultatifs et prévus seulement en tant que de besoin. Naturally, the vacuum means 16 are optional and provided only as necessary.
Eventuellement, les moyens 19, 20 d'extraction et stockage sont associés aux réservoirs 8 par des moyens d'association rigide réciproque comportant une vanne d'arrêt, ce qui permet de dissocier les moyens 19, 20 du reste du dispositif, ce qui est avantageux dans le cas d'un dispositif mobile. Optionally, the means 19, 20 for extraction and storage are associated with the tanks 8 by means of reciprocal rigid association comprising a stop valve, which makes it possible to dissociate the means 19, 20 from the rest of the device, which is advantageous in the case of a mobile device.
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