FR2776056A1 - JET BREAKER FOR CRYOGENIC COMPARTMENT OF ISOTHERMIC CONTAINER - Google Patents
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Abstract
Dans le conteneur, le compartiment cryogénique (A) est constitué par un tiroir (7) monté de manière amovible dans des glissières du conteneur et comportant intérieurement une nappe (10), poreuse au gaz et séparant au moins une chambre (C) de stockage de la neige d'une chambre (D) d'accumulation du gaz, la paroi frontale du tiroir étant munie d'au moins une ouverture d'injection de dioxyde de carbone en phase liquide, et d'au moins une ouverture d'aspiration du gaz.Le dispositif, selon l'invention, est constitué par un corps tubulaire (21), en matériau résistant à la pression qui, disposé dans la chambre (C) de stockage de la neige, est dans le prolongement de l'ouverture pour l'appareil d'injection, est lié à la paroi frontale du tiroir (7) par l'une de ses extrémités, est fermé à son autre extrémité et comporte, au moins des perforations (25), laissant passer le gaz et la neige.In the container, the cryogenic compartment (A) consists of a drawer (7) removably mounted in slides of the container and internally comprising a sheet (10), porous to gas and separating at least one storage chamber (C) snow from a gas accumulation chamber (D), the front wall of the drawer being provided with at least one opening for injecting carbon dioxide in the liquid phase, and at least one suction opening The device, according to the invention, is constituted by a tubular body (21), of pressure-resistant material which, arranged in the snow storage chamber (C), is in the extension of the opening for the injection device, is linked to the front wall of the drawer (7) by one of its ends, is closed at its other end and has at least perforations (25), allowing the gas and snow.
Description
L'invention concerne le domaine des conteneurs isothermiques comprenant,The invention relates to the field of isothermal containers comprising,
au-dessus d'un compartiment de conservation, un compartiment cryogénique pour le stockage de neige carbonique assurant la conservation des produits above a storage compartment, a cryogenic compartment for the storage of dry ice ensuring the preservation of the products
frais ou surgelés.fresh or frozen.
Elle concerne plus particulièrement les compartiments cryogéniques dont la face avant est équipée d'au moins une ouverture pouvant être raccordée à un appareil d'injection de dioxyde de carbone en phase liquide, et d'au moins une ouverture pouvant être raccordée à une source d'aspiration pour récupérer le gaz carbonique, pendant la It relates more particularly to the cryogenic compartments the front face of which is equipped with at least one opening which can be connected to an apparatus for injecting carbon dioxide in the liquid phase, and at least one opening which can be connected to a source of suction to recover carbon dioxide, during
formation de la neige.snow formation.
En général, pour permettre le nettoyage du compartiment cryogénique, celui-ci est constitué par un bac amovible ou par un tiroir, ce bac ou tiroir étant monté In general, to allow the cryogenic compartment to be cleaned, it consists of a removable container or a drawer, this container or drawer being mounted
coulissant dans des glissières ménagées dans la paroi interne du conteneur. sliding in slides arranged in the inner wall of the container.
Lors du chargement du compartiment cryogénique, la pression d'injection du dioxyde de carbone en phase liquide est de l'ordre de 15 à 25 bars. Pour éviter que cette pression endommage le compartiment, il est connu, par exemple par la demande de brevet français 2 706 920, de réaliser le bac en métal et de disposer dans celui-ci une ou plusieurs parois déflectrices qui réduisent la violence du jet. Une telle solution est onéreuse et n'est pas applicable aux bacs isothermiques en matière synthétique, plus adaptés à la conservation des produits frais, car ne nécessitant pas d'écran isolant supplémentaire pour limiter le rayonnement froid généré par le fond d'un bac métallique. Les demandes de brevets français 2 751 623 et 2 752 049, au nom de la déposante, décrivent de tels bacs ou tiroirs équipés d'une nappe de rétention de la neige carbonique. Cette nappe, qui est poreuse au gaz et non à la neige carbonique, est 2 5 renforcée par un grillage métallique. Lors de l'injection du dioxyde de carbone en phase liquide, et indépendamment des efforts communiqués aux parois et à la nappe, dont l'usure est assez rapide, le jet perturbe la formation de la neige carbonique qui s'amasse localement et ne se répartit pas sur tout le fond du bac. Cela réduit la surface d'échange When loading the cryogenic compartment, the injection pressure of carbon dioxide in the liquid phase is of the order of 15 to 25 bars. To prevent this pressure from damaging the compartment, it is known, for example from French patent application 2,706,920, to make the metal container and to have in it one or more deflecting walls which reduce the violence of the jet. Such a solution is expensive and is not applicable to isothermal tanks made of synthetic material, which are more suitable for keeping fresh products, since they do not require an additional insulating screen to limit the cold radiation generated by the bottom of a metal tank. . French patent applications 2 751 623 and 2 752 049, in the name of the applicant, describe such trays or drawers equipped with a carbon dioxide snow retention sheet. This sheet, which is porous to gas and not to dry ice, is reinforced by a metallic mesh. During the injection of carbon dioxide in the liquid phase, and independently of the forces imparted to the walls and the sheet, the wear of which is fairly rapid, the jet disturbs the formation of carbon dioxide snow which collects locally and does not not spread over the entire bottom of the tank. This reduces the exchange surface
avec le compartiment de conservation et modifie donc les conditions de conservation. with the storage compartment and therefore changes the storage conditions.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en fournissant un dispositif brise-jet pour bac ou tiroir de compartiment cryogénique réduisant les effets de la pression sur le bac et de l'abrasion sur la paroi de rétention de The object of the present invention is to remedy this drawback by providing a jet-breaking device for a cryogenic compartment tray or drawer reducing the effects of pressure on the tray and of abrasion on the retention wall of
la neige, mais aussi améliorant le remplissage en neige. snow, but also improving snow filling.
A cet effet, dans le tiroir selon l'invention, le brise-jet est constitué par un corps tubulaire en matériau résistant à la pression qui, disposé dans la chambre de stockage de la neige, est dans le prolongement de l'ouverture pour l'appareil d'injection, est lié à la paroi frontale de ce tiroir par l'une de ses extrémités, est fermé à son autre extrémité et comporte, au moins dans une partie de sa paroi, des perforations, ajours ou To this end, in the drawer according to the invention, the jet breaker is constituted by a tubular body of pressure-resistant material which, arranged in the snow storage chamber, is in the extension of the opening for the injection device, is linked to the front wall of this drawer by one of its ends, is closed at its other end and has, at least in part of its wall, perforations, openwork or
mailles, formant un réseau lacunaire régulier laissant passer le gaz et la neige. meshes, forming a regular lacunar network allowing gas and snow to pass.
Ainsi, lors de l'injection du dioxyde de carbone en phase liquide dans le compartiment cryogénique, la pression du jet est absorbée par le corps tubulaire, de sorte que les efforts perçus par les parois sont considérablement réduits. Sous l'effet de la détente, le dioxyde de carbone liquide se transforme, à l'intérieur du brise-jet, en neige carbonique qui, sous l'effet de la pression résiduelle, passe à travers les passages Thus, during the injection of carbon dioxide in the liquid phase into the cryogenic compartment, the pressure of the jet is absorbed by the tubular body, so that the forces perceived by the walls are considerably reduced. Under the effect of the expansion, the liquid carbon dioxide is transformed, inside the jet breaker, into carbon dioxide snow which, under the effect of the residual pressure, passes through the passages
libres du corps tubulaire et se répartit uniformément sur le fond du compartiment. free from the tubular body and is distributed evenly over the bottom of the compartment.
Avantageusement, le rapport S1/S2 entre la surface perforée SI et la surface S2 de la partie laissant passer la neige du corps tubulaire est compris entre 0,45 Advantageously, the ratio S1 / S2 between the perforated surface SI and the surface S2 of the part allowing the snow to pass through the tubular body is between 0.45
et 0,8.and 0.8.
En effet, il s'est révélé qu'un rapport surface de vide SI/surface pleine S2 inférieur à 0,45 entraînait des pertes de rendement dans la formation de la neige In fact, it has been found that a void surface SI / solid surface S2 ratio of less than 0.45 leads to yield losses in the formation of snow.
carbonique.carbonic.
Dans une forme d'exécution, le corps tubulaire est muni de perforations, ajours ou mailles sur toute sa périphérie et comporte, sur sa partie supérieure et sur toute sa longueur, un capot semi cylindrique d'obturation des perforations, ajours ou In one embodiment, the tubular body is provided with perforations, openwork or mesh over its entire periphery and comprises, on its upper part and over its entire length, a semi-cylindrical cover for closing off perforations, openwork or
mailles correspondants.corresponding meshes.
2 0 D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit Other characteristics and advantages will emerge from the description which follows
en référence au dessin schématique annexé représentant une forme d'exécution du with reference to the appended schematic drawing representing an embodiment of the
dispositif brise-jet dans le cas de son application à un conteneur équipé d'un bac tiroir. spray breaker device when applied to a container fitted with a drawer.
Figure 1 est une vue en perspective de l'ensemble du bac tiroir, Figure 2 en est une vue en coupe longitudinale, lorsqu'il est mis en place 2 5 dans un conteneur isothermique et lors de la phase d'injection, FIG. 1 is a perspective view of the entire drawer, FIG. 2 is a view in longitudinal section thereof, when it is placed in an isothermal container and during the injection phase,
Figure 3 est une vue en coupe transversale suivant III-III de figure 2. Figure 3 is a cross-sectional view along III-III of Figure 2.
Figure 4 est une vue en coupe suivant IV-IV de figure 2 montrant, à Figure 4 is a sectional view along line IV-IV of Figure 2 showing, at
échelle agrandie, la section transversale du corps tubulaire du brisejet. enlarged scale, the cross section of the tubular body of the breakwater.
Dans ce dessin, la référence numérique 2 désigne, de manière générale, un conteneur isothermique 2 à porte frontale 3 et dont la cavité interne est munie de glissières, respectivement latérales 4 et postérieure 5, dans lesquelles peuvent s'engager les bords, respectivement latéraux et postérieur du fond 6 d'un tiroir 7. Ce tiroir divise la cavité interne du conteneur en un compartiment cryogénique supérieur A et un In this drawing, the reference numeral 2 designates, in general, an isothermal container 2 with a front door 3 and whose internal cavity is provided with slides, respectively lateral 4 and posterior 5, in which the edges, respectively lateral and rear of the bottom 6 of a drawer 7. This drawer divides the internal cavity of the container into an upper cryogenic compartment A and a
compartiment inférieur B de conservation de produits frais ou surgelés. lower compartment B for storing fresh or frozen products.
Dans la forme d'exécution représentée, le tiroir 7 comporte une paroi frontale 8, apte à venir s'encastrer dans une feuillure appropriée du conteneur, ct son fond 6 est solidaire d'un bac parall1lépipédique 9 en forme de boîte ouverte vers le haut et dont l'ouverture supérieure est obturée par une nappe 10, poreuse au gaz mais non à In the embodiment shown, the drawer 7 has a front wall 8, capable of being fitted into an appropriate rebate of the container, and its bottom 6 is secured to a parall1lepipedic container 9 in the form of a box open upwards. and whose upper opening is closed by a sheet 10, porous to gas but not to
la neige carbonique.dry ice.
Le tiroir est, par exemple, réalisé par rotomoulage de polyéthylène et ses parois creuses sont remplies par un matériau isolant, tel que de la mousse de The drawer is, for example, made by rotational molding of polyethylene and its hollow walls are filled with an insulating material, such as foam.
polyuréthanne 12.polyurethane 12.
Le bac 9, dont la cavité interne constitue la chambre C de stockage de la neige carbonique, est moins haut et moins large que le compartiment A dans lequel il est disposé, de manière à ménager dans ce compartiment une chambre D d'accumulation du gaz pendant la phase d'injection du dioxyde de carbone, mais aussi lors de la sublimation de la neige carbonique pendant la conservation. La chambre C communique avec l'extérieur par une ouverture 14, visible figure 1, ménagée dans la paroi frontale 8 du tiroir. Quant à la chambre D d'accumulation du gaz, elle The tank 9, whose internal cavity constitutes the chamber C for storing the dry ice, is less high and less wide than the compartment A in which it is arranged, so as to provide in this compartment a chamber D for the accumulation of gas during the carbon dioxide injection phase, but also during the sublimation of carbon dioxide snow during storage. Chamber C communicates with the outside via an opening 14, visible in FIG. 1, formed in the front wall 8 of the drawer. As for the gas accumulation chamber D, it
communique avec l'extérieur par une ouverture 15, ménagée dans la même paroi 8. communicates with the outside through an opening 15, formed in the same wall 8.
Ces deux ouvertures sont obturables, soit par un bouchon, soit simplement par des joints 16 portés par la porte frontale 3 et venant en appui sur la paroi 8, lors de These two openings are closable, either by a plug, or simply by seals 16 carried by the front door 3 and coming to bear on the wall 8, during
la fermeture de la porte.closing the door.
Selon l'invention, le bac 9 est équipé d'un brise-jet 20 qui est constitué par un corps tubulaire 21 en matériau résistant à la pression, s'étendant longitudinalement à 2 0 l'intérieur du bac et dont l'extrémité antérieure est fixée sur la face interne de la paroi According to the invention, the tank 9 is equipped with a jet breaker 20 which is constituted by a tubular body 21 made of pressure-resistant material, extending longitudinally inside the tank and whose anterior end is fixed on the inside of the wall
frontale 8, dans le prolongement de l'ouverture 14, par exemple par une bride 22. front 8, in the extension of the opening 14, for example by a flange 22.
L'autre extrémité du brise-jet est fermée et munie d'une patte 23 qui est fixée, par une vis transversale, non représentée, sur un redan 24 saillant du fond du bac et disposé à proximité de la paroi arrière 6a de ce bac. La patte 23 est avantageusement formée par The other end of the jet breaker is closed and provided with a tab 23 which is fixed, by a transverse screw, not shown, on a step 24 projecting from the bottom of the tank and disposed near the rear wall 6a of this tank . The tab 23 is advantageously formed by
2 5 aplatissement du corps tubulaire dans l'un de ses plans diamétraux. 2 5 flattening of the tubular body in one of its diametrical planes.
Ce corps tubulaire est traversé par des perforations, ajours ou mailles 25. This tubular body is crossed by perforations, openwork or meshes 25.
Selon les formes d'exécution, et en fonction des pressions d'injection utilisées, il peut être constitué par un tissu métallique, une toile métallique, du métal déployé ou par une According to the embodiments, and according to the injection pressures used, it can be constituted by a metallic fabric, a metallic fabric, expanded metal or by a
tôle perforée.perforated sheet.
Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, les perforations 25 sont réparties dans la partie du corps tubulaire 21 qui fait vis à vis au fond 6 du bac, c'est-à-dire sur sensiblement sa moitié inférieure, ce qui implique que sa partie According to an essential characteristic of the invention, the perforations 25 are distributed in the part of the tubular body 21 which faces towards the bottom 6 of the tank, that is to say on substantially its lower half, which implies that its part
supérieure ne comporte pas de perforations. upper has no perforations.
Dans la forme d'exécution représentée figure 4, le corps tubulaire 21 est constitué par une toile métallique, cintrée pour former un manchon dont les bords longitudinaux sont reliés par quelques points de soudure 26. La partie supérieure du corps, ainsi obtenu, est recouverte par un capot semi cylindrique 27, formé par unc tôle métallique qui, après mise en forme, est fixée sur la toile par des soudures 28. La toile métallique est également soudée sur la bride 22, de manière à fonrmer unl ensemble In the embodiment shown in FIG. 4, the tubular body 21 is constituted by a metallic fabric, bent to form a sleeve, the longitudinal edges of which are connected by a few welding points 26. The upper part of the body, thus obtained, is covered by a semi-cylindrical cover 27, formed by a metal sheet which, after shaping, is fixed to the fabric by welds 28. The metal fabric is also welded to the flange 22, so as to sink an assembly
monolithique avec cette bride.monolithic with this flange.
Le rapport SI /S2 entre, respectivement la surface totale SI1 des perforations 25, mailles ou ajours et la surface S2, de la partie cylindrique du corps tubulaire laissant passer la neige, est compris entre 0,45 et 0,8, et cela quelle que soit la The SI / S2 ratio between, respectively, the total area SI1 of the perforations 25, mesh or openwork and the area S2, of the cylindrical part of the tubular body allowing the snow to pass, is between 0.45 and 0.8, and what let there be
dimension des mailles qui est définie en fonction de la résistance mécanique du brise- mesh size which is defined according to the mechanical resistance of the breaker
jet. Lorsqu'il est procédé au remplissage du bac au moyen d'un appareil 17, distribuant par un injecteur 18, une quantité dosée de dioxyde de carbone en phase liquide, le jet sous pression se répartit longitudinalement à l'intérieur du corps tubulaire du brise-jet 20 qui, en raison de sa structure rigide, peut absorber sans déformation les efforts résultant de cette projection. Par ailleurs, la partie non perforée constituée par le capot 27 s'oppose à toute projection vers le haut, en direction de la nappe 10, et évite jet. When the tank is filled using an apparatus 17, distributing a metered quantity of carbon dioxide in the liquid phase by an injector 18, the pressurized jet is distributed longitudinally inside the tubular body of the breeze -jet 20 which, because of its rigid structure, can absorb without deformation the forces resulting from this projection. Furthermore, the non-perforated part formed by the cover 27 is opposed to any upward projection, in the direction of the sheet 10, and avoids
donc que celle-ci soit soumise à des efforts accélérant son usure par abrasion. therefore that it is subjected to efforts accelerating its wear by abrasion.
Le dioxyde de carbone en phase liquide se détend dans le brise-jet et se transforme en neige et en gaz. Sous l'effet de la pression, la neigec traverse les perforations 25 et se répartit uniformément sur le fond du bac, comme montré cn 31 à la 2 0 figure 3. Seule, une zone 32, disposée immédiatement sous le brise-jet ne comporte pas de neige, puisqu'elle est chassée par le souffle du jet passant à travers le brise-jet, mais la surface ainsi délaissée est peu importante par rapport à la surface totale du bac dans laquelle la neige se répartit uniformément. Par effet d'accumulation la neige se répartit Carbon dioxide in the liquid phase expands in the jet breaker and turns into snow and gas. Under the effect of the pressure, the snow passes through the perforations 25 and is distributed uniformly over the bottom of the tank, as shown in cn 31 in FIG. 3. Only a zone 32, placed immediately under the jet breaker, does not include no snow, since it is driven by the breath of the jet passing through the jetbreaker, but the surface thus left behind is not very large compared to the total surface of the bin in which the snow is distributed uniformly. By accumulation effect the snow is distributed
au dessus du brise-jet.above the jet breaker.
Pendant l'injection, le gaz s'échappe du bac par la nappe 10, comme le montre la flèche 33, et de là va dans la chambre D o il est aspiré par des moyens During the injection, the gas escapes from the tank through the sheet 10, as shown in arrow 33, and from there goes into the chamber D where it is sucked up by means
raccordés à l'ouverture 15 ménagés dans la paroi frontale. connected to the opening 15 formed in the front wall.
A titre d'exemple de réalisation il est décrit les conditions de remplissage d'un tiroir comportant un bac parallélépipédique ayant pour dimensions intérieures 407 x 533 x 90 mm et une capacité de 19,5 dm3 et dans lequel le brise-jet, ayant un diamètre de 35 mm et une longueur de 530 mm, était réalisé dans une toile métallique ayant des mailles carrées de 1,5 mmin formées par des fils dont l'épaisseur était de 0.5 mm. La nappe 10 disposée en dessus de l'ouverture du bac était constituée par un média filtrant en fibres de polypropylène liées thermiquement et résistant à l'humidité. Les caractéristiques de cette nappe était les suivantes: Poids 200g / m2 - Epaisseur 15 mm - Classification G3 - Rendement gravimétrique 85% - Rendement opacimètrique moins de 20 % - Capacité de colmatage 600 g / m2 L'injection de dioxyde de carbone en phase liquide sous une pression dc 21 Bar, avec un débit de 19,2 Kg / mn pendant 30 secondes permet d'obtenir 4,3 As an example of embodiment, the conditions for filling a drawer comprising a parallelepipedic container having the internal dimensions 407 x 533 x 90 mm and a capacity of 19.5 dm3 and in which the jet breaker, having a diameter of 35 mm and a length of 530 mm, was produced in a metallic fabric having square meshes of 1.5 mmin formed by wires whose thickness was 0.5 mm. The sheet 10 disposed above the opening of the tank was constituted by a filter medium made of thermally bonded polypropylene fibers and resistant to humidity. The characteristics of this sheet were as follows: Weight 200g / m2 - Thickness 15 mm - Classification G3 - Gravimetric efficiency 85% - Opacimetric efficiency less than 20% - Clogging capacity 600 g / m2 Carbon dioxide injection in liquid phase under a pressure of 21 Bar, with a flow rate of 19.2 Kg / min for 30 seconds makes it possible to obtain 4.3
Kilogrammes de neige, soit un rendement de 44,79 %. Kilograms of snow, an efficiency of 44.79%.
Divers essais ont permis de constater que ce rendement variait entre 42 et 46 % selon le débit et la pression d'injection du CO2 liquide, des caractéristiques de la Various tests have shown that this yield varied between 42 and 46% depending on the liquid CO2 injection flow and pressure, characteristics of the
nappe 10 et des conditions de température de la ligne de remplissage et du bac. tablecloth 10 and temperature conditions of the filling line and the tank.
En raison de sa simplicité, le brise-jet est peu onéreux et son faible coût est largement compensé par une plus grande durée d'utilisation du tiroir, puisque, lors des injections répétées, sa résistance n'est pas affectée et qu'il peut donc être utilisé sans risque pour de très nombreux remplissages. Dans certaines applications, et par exemple lorsqu'il est très éloigné de la nappe 10, le brise-jet est poreux à la neige sur toute sa périphérie. Par ailleurs, il peut être juxtaposé à un autre brise-jet, disposé dans le même Because of its simplicity, the jet breaker is inexpensive and its low cost is largely compensated by a longer service life of the drawer, since, during repeated injections, its resistance is not affected and that it can therefore be used safely for a large number of refills. In certain applications, and for example when it is very far from the sheet 10, the jetbreaker is porous to snow over its entire periphery. In addition, it can be juxtaposed with another jet breaker, arranged in the same
bac ou dans un bac voisin.bin or in a neighboring bin.
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