FR2796709A1

FR2796709A1 - Air blowing system, for blowing gas at very low temperature, on objects or human body, such as in physiotherapy, comprises circuit for refrigerant fluid, and heat exchanger made of two coils

Info

Publication number: FR2796709A1
Application number: FR9909566A
Authority: FR
Inventors: Jean Bernard Cledat
Original assignee: SARL ALBRET
Current assignee: SARL ALBRET
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2001-01-26
Anticipated expiration: 2019-07-20
Also published as: FR2796709B1

Abstract

Blowing system comprises circuit for refrigerant fluid (10), which is a closed circuit through which refrigerant, such as R404, circulates, and heat exchanger (74). Circuit for refrigerant fluid includes circuit part at high pressure, expansion valve (30), and circuit part at low pressure (32) located downstream of expansion valve. Two coils (32, 72) form heat exchanger between circuit for refrigerant fluid and circuit for compressed air. Heat exchanger allows cooling of air before its entry inside vortex tube (76).

Description

DISPOSITIF DE SOUFFLAGE D'AIRA TRES BASSE TEMPERATURE L'invention a traità un dispositif de soufflage de gazà très basse température, de l'ordre de -60'C et en deçà,à la pression atmosphérique, pour le refroidissement d'objets ou de corps, notamment du corps humain. AIR BLOWING DEVICE A B LOW TEMPERATURE The invention relates to a gas blowing device at very low temperature, of the order of -60'C and below, at the atmospheric pressure, for the cooling of objects or bodies, especially the body human.

Le refroidissement rapide de la peau est couramment pratiqué par les kinésithérapeutes pour combattre certaines inflammations des tendons. Habituellement, ce refroidissement est obtenu par détente directe de gaz carbonique liquérié, qui permet d'obtenir en sortie d'une buse un jet de gazà -78'C. Des dispositifs de ce type sont décrits par exemple dans les documents DE 195 48652 AI etDE 196 45299 AI. Cette méthode n'est pas sans inconvénients: les bouteilles de gaz sont coûteuses et doivent être remplacées souvent du fait de leur faible durée d'utilisation. La manutention, le transpoft et le stocka-e des bouteilles nécessitent une logistique importante. Par ailleurs, le gaz carbonique dissipé est susceptible de provoquer des migraines chez le personnel soignant ou le patient. Enfin, le débit de gaz éjecté est fonction du remplissage de la bouteille, d'où des capacités de refroidissement non constantes. Fast cooling of the skin is commonly practiced by physiotherapists to combat certain inflammation of the tendons. Usually, this cooling is obtained by direct expansion of liquefied carbon dioxide, which makes it possible to obtain at the outlet of a nozzle a jet of gas at -78 ° C. Devices of this type are described, for example, in DE 195 48 652 AI and DE 196 45 299 AI. This method is not without drawbacks : gas cylinders are expensive and must be replaced often because of their short life. The handling, the transpoft and the stocka-e of the bottles require an important logistics. In addition, the carbon dioxide dissipated is likely to cause migraines in the caregiver or the patient. Finally, the flow of ejected gas is a function of the filling of the bottle, resulting in non-constant cooling capacity.

L'invention vise doncà proposer un dispositif d*éjection de gazà très basse lm température, qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus mentionnés. Plus précisément, elle viseà proposer un dispositif éjectant de l'air gazeux plutôt que du gaz carbonique. The invention therefore aims to propose a very low temperature gas ejection device which does not have the disadvantages mentioned above. Specifically, it aims to propose a device that ejects gaseous air rather than carbon dioxide.

Selon Finvention, cet objectif est atteint grâceà un dispositif de soufflage d'airà très basse température comportant un circuit d'air comprimé ayant un compresseur, un dispositif de traitement de l'air disposé en aval du compresseur, et comportant au moins une unité de dessiccation et un tubeà tourbillon, disposé en aval du dispositif de traitement, et doté en outre d'un circuit de fluide frigorigène comportant une portion de circuit haute pression, un détendeur, et une portion de circuit basse pression située en aval du détendeur, et un échangeur then-nique entre la portion de circuit basse pression située en aval du détendeur et une portion du circuit d'air située entre le dispositif de traitement et le tubeà tourbillon, permettant un refroidissement de l'air avant son entrée dans le tubeà tourbillon. Le principe de fonctionnement des tubesà tourbillons, également connus sous le nom de tubes vortex, est exposé notamment dans le brevet US-A- 1952 28 1. Cette technologie permet d'obtenir,à partir d'un gaz sous pression, un courant de gaz froid et un courant de oaz chaud, ceci sans recourirà des organes mécaniques mobiles. Suivant un exemple de réalisation très simple, un tubeà tourbillon comporte une chambre ayant la forme d'un corps de révolution avec deux orifices axiaux opposés, une buse permettant d*injecter le gaz sous pression tangentiellement dans la partie médiane de la chambre de manièreà engendrer un mouvement hélicoïdal du gaz le long des parois de la chambre vers l'un des orifices, et un déflecteur empêchant une partie du fluide de s'échapper par 'cet ori ice et engendrant un courant de fluide secondaire hélicoïdal le Ion., de l'interface formé par la surface interne de la première couche de fluide vers l'autre orifice. L'interaction entre les deux couches de fluide provoque une expansion de la couche interne, et une compression de la couche externe, accompagnées d'un échanae de chaleur de la première vers la deuxième. Le courant résiduel débouchant de l'orifice de section réduite est chaud alors que le courant sortant par l'orifice opposé est froid. According to the invention, this objective is achieved by at a very low temperature air blowing device having a compressed air circuit having a compressor, a device for the treatment of the air disposed downstream of the compressor, and comprising at least one desiccation unit and a vortex tube, disposed downstream of the treatment device, and further provided with a refrigerant circuit comprising a high pressure circuit portion, an expander, and a low pressure circuit portion located downstream of the expander, and a then-nique exchanger between the low pressure circuit portion located downstream of the expander and a portion of the air circuit located between the treatment device and the vortex tube, allowing cooling of the air before it enters the vortex tube. The principle of operation of tubes to vortices, also known as vortex tubes, is disclosed in particular in US-A- 1952 28 1. This technology allows to to obtain, from a pressurized gas, a stream of cold gas and a stream of hot gas, without resorting to moving mechanical members. According to a very simple embodiment, a vortex tube comprises a chamber having the shape of a body of revolution with two opposite axial orifices, a nozzle making it possible to inject the gas under pressure tangentially into the middle part of the chamber so as to cause a helical movement of the gas along the walls of the chamber towards one of the orifices, and a deflector preventing part of the fluid from escaping through this chamber. ori ice and generating a helical secondary fluid stream Ion., the interface formed by the inner surface of the first fluid layer to the other orifice. The interaction between the two fluid layers causes an expansion of the inner layer, and a compression of the outer layer, accompanied by a heat exchange from the first to the second. The residual current emerging from the reduced section orifice is hot while the current leaving the opposite orifice is cold.

Le document US-A-3 208 229 décrit une application typique d'un tubeà tourbillon pour l'obtention d'air frais. Un générateur d'air frais comportant un tubeà tourbillon alimenté par un circuit comportant un compresseur, un moyen de prérefroidissement du gaz et un séparateur d'eau pour éliminer l'eau contenue dans l'air. La sortie froide du tubeà tourbillon alimente une installation de distribution d'air frais. US-A-3 208 229 describes a typical application of a vortex tube for obtaining fresh air. A fresh air generator comprising a vortex tube fed by a circuit comprising a compressor, a precooling means for the gas and a water separator for removing the water contained in the air. The cold outlet of the vortex tube feeds a fresh air distribution system.

Ce type d'utilisation correspond bien aux caractéristiques techniques des tubesà tourbillon, qui présentent une courbe de puissance de refroidissement en cloche: un rendement maximum est obtenu pour un débit d*air froid correspondantà environ70 à 80 % du débit entrant, pour une baisse de température de l'ordre de 20à 30'C. Il est possible d'obtenir des baisses de température bien plus importantes, de l'ordre de -50'C, mais le rendement du tube chute alors dans des proportions telles que toute utilisation pratique est exclue. This type of use corresponds well to the technical characteristics of the tubes to vortex, which have a cooling curve in bell : a maximum yield is obtained for a flow d * cold air corresponding to approximately 70% to 80% of the inflow, for a temperature drop of the order of 20 to 30'C. It is possible to obtain much larger temperature drops, of the order of -50'C, but the output of the tube then falls in proportions such that any practical use is excluded.

C'est la raison pour laquelle les tubesà tourbillon ne sont habituellement pas utilisés dans les applications nécessitant un refroidissement de l'air gazeuxà très basse température. This is why to vortex tubes are not usually used in applications requiring cooling of gaseous air to very low temperature.

Selon l'invention, la présence d'un échangeur thermique entre le circuit d'air et un circuità fluide frigorigène permet un refroidissement important de l'air asséché, CP According to the invention, the presence of a heat exchanger between the air circuit and a refrigerant circuit allows a significant cooling of the dry air, CP

jusqu'à une température proche du point de rosée obtenuà la sortie du dessiccateur. Préférentiellement, l'échangeur thermique dispose d'une commande de régulation telle que la température de l'airà la sortie de l'échangeur est légèrement plus élevée que le point de rosée de l'air obtenu en sortie du dessiccateur. Préférentiellement, le point de rosée obtenu en sortie du dessiccateur est inférieurà -3)O'C, par exemple, autour de -40'C. Ainsi, il est possible de disposer d'un air proche de cette température, par exemple aux alentours de to a temperature close to the dew point obtained at the outlet of the desiccator. Preferably, the heat exchanger has a control such that the air temperature at the outlet of the exchanger is slightly higher than the dew point of the air obtained in exit from the dryer. Preferably, the dew point obtained at the outlet of the desiccator is at -3) O'C, for example, around -40 ° C. Thus, it is possible to have an air close to this temperature, for example around

-38'C, à l'entrée du tubeà tourbillon. Le tubeà tourbillon permet alors d'obtenir un refroidissement de l'ordre de20'C, dans sa zone de rendement maximal, et une température d'éjection de l'ordre de -60T. -38'C, to the tube inlet to whirlpool. The tube to vortex then allows to obtain a cooling of the order of 20'C, in its zone of maximum yield, and an ejection temperature of the order of -60T.

Selon un mode de réalisation, l'échangeur therrnique comporte une enceinte contenant un fluide caloporteur et dans laquelle plonge un serpentin constituant la portion de circuit basse pression du fluide frigorigène, laquelle est située en aval du détendeur, et un deuxième serpentin constituant la portion du circuit d'air située entre le dispositif de traitement et le tubeà tourbillon. According to one embodiment, the heat exchanger comprises an enclosure containing a coolant and in which a coil is plunged constituting the low pressure circuit portion of the refrigerant, which is located downstream of the expander, and a second coil constituting the portion of the air circuit located between the treatment device and the vortex tube.

Pour l'application préférée envisagée, la sortie froide du tubeà tourbillon est C For the preferred application envisioned, the cold outlet of the tube to vortex is C

munie d'un embout adaptéà une application de l'air froid sur le corps humain. Pour toute application au corps humain, il est important que l'air ne soit pas pollué. Avantageusement, le compresseur est un compresseur sans huile, ce qui contribueà la qualité d'air recherchée. equipped with a suitable tip to an application of cold air on the human body. For any application to the human body, it is important that the air is not polluted. Advantageously, the compressor is a compressor without oil, which contributes to the desired air quality.

Dans certains cas, notamment lorsque la température ambiante est élevée ou lorsque l'air est particulièrement chargé en humidité, mais aussi lorsque l'on souhaite obtenir un débit élevé, il est utile de prévoir que le générateur comporte un circuit auxiliaire de circulation du fluide caloporteur, et un échangeur auxiliaire entre ce circuit auxiliaire et une partie du circuit d'air située en amont de l'unité de dessiccation. L'échangeur thermique auxiliaire comporte avantageusement une enceinte auxiliaire remplie du fluide caloporteur, l'unité de traitement du circuit d'air comportant un serpentin disposé en amont de l'unité de dessiccation, et plongeant dans l'enceinte auxiliaire. Il en résulte une condensation de la plus grande partie de l'eau contenue dans l'air comprimé. In some cases, especially when the ambient temperature is high or when the air is particularly loaded with moisture, but also when it is desired to obtain a high flow rate, it is useful to provide that the generator comprises an auxiliary fluid circulation circuit. coolant, and an auxiliary exchanger between this auxiliary circuit and a portion of the air circuit located upstream of the desiccation unit. The auxiliary heat exchanger advantageously comprises an auxiliary enclosure filled with the heat transfer fluid, the air circuit processing unit comprising a coil disposed upstream of the desiccation unit, and immersed in the auxiliary enclosure. This results in condensation of most of the water contained in the compressed air.

Selon un mode de réalisation, le dispositif est muni d'un régulateur du débit d'air entrant dans le tubeà tourbillon en fonction de la température mesurée sur la cible sur laquelle est dirigé l'airà très basse température soufflé par le tubeà tourbillon. Une mesure de la température de la cible peut être obtenue par l'intermédiaire d'un capteur de températureà distance, par exempleà infrarouge, ou par un capteur apposé sur la cible. According to one embodiment, the device is provided with a regulator of the air flow entering the vortex tube as a function of the temperature measured on the target on which the air is directed at very low temperature blown by the tube to vortex. A measurement of the temperature of the target can be obtained via a temperature sensor at distance, for example at infrared, or by a sensor affixed to the target.

Selon un autre mode de réalisation, le dispositif est muni d'un régulateur du débit d'air en fonction de la température de l'embout du tubeà tourbillon. Cette variante est particulièrement utile lorsque l'embout est destinéà être apposé directement sur la surfaceà refroidir. According to another embodiment, the device is provided with a regulator of the air flow as a function of the temperature of the tip of the tube to vortex. This variant is particularly useful when the tip is intended to be affixed directly to the surface to cool.

Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait spécifiquementà un dispositif de refroidissement d'une partie du corps humain comportant un dispositif de soufflage d'airà très basse température tel que décrit précédemment. According to another aspect of the invention, it relates specifically to a cooling device of a portion of the human body having an air blowing device. very low temperature as previously described.

C D'autres avantac-Yes et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de divers modes de réalisation de l'invention, donnésà titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés sur lesquels C B) as non-limiting examples and shown in the accompanying drawings in which

# la rigure 1 représente un schéma du dispositif selon l#invention # the rigure 1 represents a diagram of the device according to the invention

# la figure 2 représente un tubeà tourbillon muni d'une buse d'éjection directionnelle suivant un mode de réalisation de l'invention; FIG. 2 shows a vortex tube equipped with a directional jet nozzle according to an embodiment of the invention;

# la ficure ') représente un tubeà tourbillon muni d*un embout de contact suivant un autre mode de réalisation de l'invention. # ficure ') represents a vortex tube equipped with a contact tip according to another embodiment of the invention.

En référenceà la figure1, le dispositif de soufflage comporte deux circuits CC principaux,à savoir un circuit de fluide frigorigène10 et un circuit d'air comprimé 12, ainsi que diverses boucles de commandes. With reference to Figure 1, the blowing device has two main circuits C C , to know a circuit refrigerant 10 and a compressed air circuit 12, as well as various control loops.

Le circuit de fluide frigorigène10 est un circuit fermé dans lequel circule un frigorigène, par exemple du R404. Un compresseur hermétique 14 comprime le gaz fiigorigène qui s'échauffe. Le gaz est conduit vers un échangeur de chaleur16, appelé condenseur, en face duquel tourne un ventilateur18. En traversant le condenseur16, le gaz comprimé est refroidià une température légèrement supérieureà la température ambiante par l'air ambiant brassé par le 'ventilateur18. Le gaz, qui a perdu une partie de son enthalpie, se liquéfie et est stocké dans une bouteille 20, dont le prélèvement est fait par le bas. The refrigerant circuit 10 is a closed circuit in which a refrigerant circulates, for example R404. A hermetic compressor 14 compresses the refrigerant gas that heats up. The gas is led to a heat exchanger 16, called condenser, in front of which turns a fan 18. While passing through the condenser 16, the compressed gas is cooled to a temperature slightly higher to the ambient temperature by the ambient air stirred by the fan 18. The gas, which has lost part of its enthalpy, liquefies and is stored in a bottle 20, the removal is done from below.

Après avoir traversé une vanne d'isolement 22, le liquide frigorigène traverse un c c After passing through an isolation valve 22, the refrigerant passes through a c c

dessiccateur 24 destinéà éliminer l'humidité qui aurait pu être introduite au moment du remplissage du circuit, puis un voyant26 qui permet de vérifier le bon remplissage du circuit. desiccator 24 intended to eliminate the moisture that could have been introduced at the time of filling the circuit, then a light 26 which makes it possible to check the correct filling of the circuit.

Le liquide traverse ensuite une électrovanne 28, dont le fonctionnement sera expliqué plus loin, puis arriveà une vanne thermostatique ')0 faisant office de détendeur. The liquid then passes through a solenoid valve 28, whose operation will be explained later, then arrives at a thermostatic valve '0 acting as a regulator .

Le liquide se vaporise au passage de la vanne thermostatique ')0 en pénétrant dans la partie basse pression du circuit de fluide frigorigène. Le premier élément de cette partie basse pression du circuit est constitué par un serpentin 32 immergé dans une enceinte calorifugée 34 remplie d'un fluide caloporteur, en l'occurrence de l'eau glycolée. Le gaz vaporisé parcourant le serpentin 32 absorbe une grande quantité de la chaleur contenue dans l'eau glycolée qui se refroidit. The liquid vaporizes on passing the thermostatic valve '0 by entering the low pressure part of the refrigerant circuit. The first element of this low-pressure portion of the circuit is constituted by a coil 32 immersed in a heat-insulated enclosure 34 filled with a coolant, in this case glycol water. The vaporized gas flowing through the coil 32 absorbs a large amount of the heat contained in the cooling brine.

c L'ouverture de la vanne thermostatique 'JO est contrôlée par un bulbe de mesure de température36 qui permet d'ouvrir ou de fermer automatiquement la vanneM. Un capteur de température38 envoie une information représentative de la température de l*enceinte à un régulateur 40 qui ouvre ou ferme l'électrovanne 28, permettant ainsi de maintenir la température dans l'enceinte 34à -40'C environ, suivant la consigne du régulateur 40. Puis le gaz est aspiré par le compresseur 14à travers la vanne d'isolement 42 et le cycle recommence. Un pressostat 44 permet de contrôler la mise en route et l'arrêt du compresseur 14, assurant ainsi une grande sécurité de fonctionnement, en maintenant le compresseur 14 dans la plage de pression qui lui est fixée par réglage, indépendamment de la charue ou de la température ambiante. c The opening of the thermostatic valve 'JO' is controlled by a temperature measuring bulb 36 which allows automatic opening or closing of the M valve. A temperature sensor 38 sends information representative of the temperature of the enclosure to a regulator 40 which opens or closes the solenoid valve 28, thus making it possible to maintain the temperature in the enclosure 34 to -40 ° C approximately, according to the set point of the regulator 40. Then the gas is sucked by the compressor 14 to through the isolation valve 42 and the cycle starts again. A pressure switch 44 makes it possible to control the start-up and shutdown of the compressor 14, thus ensuring a high level of operational safety, by keeping the compressor 14 in the pressure range which is fixed to it by adjustment, independently of the load or the pressure. ambient temperature.

Le circuit d'air comprimé 12 est quantà lui un circuit ouvert, alimenté par un compresseur 46 comportant une cuve, un système de contrôle de pression autonome et un système de démarrage électrique. Dans l'exemple de réalisation, la pression de l'air est de6 bars. Le compresseur 46 est du type sec, c'est-à-diÈe sans huile, garantissant l'absence de pollution de l'air comprimé par des vapeurs d'huile, ce qui est particulièrement recherché dans des applications médicales. The compressed air circuit 12 is for an open circuit powered by a compressor 46 comprising a tank, a self-contained pressure control system and an electric starting system. In the exemplary embodiment, the air pressure is 6 bars. The compressor 46 is of the dry type, that is, without oil, guaranteeing the absence of pollution of the compressed air by oil vapors, which is particularly sought after in medical applications.

L'air sous pression traverse un dispositif 48 destiné essentiellementà en éliminer le plus possible d'humidité afin d'abaisser son point de rosée. Cette élimination de l'eau est effectuée en deux étapes: une première étape de refroidissement suivie d'une étape de dessiccation. The pressurized air passes through a device 48 intended essentially to to remove as much moisture as possible in order to lower its dew point. This removal of water is carried out in two stages: a first cooling step followed by a drying step.

L'air est tout d'abord refroidià une température proche de la température ambiante en passant dans un condensateur constitué par un serpentin50 situé dans le circuit du ventilateur18, ce qui favorise la condensation de l'humidité contenue dans l'air comprimé. L'air comprimé passe ensuiteà travers un filtre52 muni d'une garniture de5 microns d'ouverture, nécessaire au fonctionnement du tubeà tourbillon. Ce filtre permet en outreà une partie de l'eau de se condenser par coalescence et sous l'effet de la force centrifuge provoquée par la forme du filtre. The air is first cooled to a temperature close to room temperature by passing through a capacitor consisting of a 50 coil located in the fan circuit 18, which promotes the condensation of moisture contained in the compressed air. The compressed air then passes to through a filter 52 equipped with a packing of 5 opening microns, necessary for the operation of the tube to whirlpool. This filter also allows to part of the water to condense by coalescence and under the effect of the centrifugal force caused by the shape of the filter.

L'eau est éliminée par une purge manuelle ou automatique 54. En sortie du filtre, l'air comprimé est débarrassé de la plus grande partie de son humidité. L'eau recueillieà la sortie de la purge 54 est conduiteà l'égout par une conduite si l'appareil est en poste fixe ou dans un bac de récupération si l'appareil est mobile. En cas d'utilisation intensive ou si l'air d'alimentation est de température élevée et fortement humide (pays tropicaux), on peut recourirà un refroidissement préalable plus important de l'air pour éliminer la plus grande partie de l'eau condensée avant de rentrer dans le dessiccateur70 qui serai t sinon vite saturé. Un circuit de refroidissement auxiliaire optionnel56 permet d'utiliser l'eau glycolée à basse température contenu dans l'enceinte 34 pour effectuer un pré- refroidissement de l'air. Le circuit auxiliaire56 utilise l'enceinte calorifugée comrne source froide pour alimenter par l'intermédiaire d'un thermosiphon ou d'une pompe électrique58, un réservoir auxiliaire60 d'eau glycolée maintenueà +2'C, à travers une électrovanne62. La température du bac auxiliaire60 est régulée par'un régulateur 64 muni d'une sonde66. Un serpentin68 traverse le bac auxiliaire60. Ce serpentin68 vientà la suite ou en remplacement du serpentin50 de l'appareil de base, et sertà obtenir de l'airà +PC. Le préfiltre 51.1 est au besoin remplacé par un modèle plus important, avec purge 54 automatique. The water is removed by a manual or automatic purge 54. At the outlet of the filter, the compressed air is rid of most of its moisture. The collected water at the outlet of the purge 54 is conducted to the sewer by a pipe if the apparatus is stationary or in a recovery tank if the device is mobile. In case of intensive use or if the supply air is of high temperature and highly humid (tropical countries), we can resort to a greater pre-cooling of the air to eliminate the most much of the condensed water before entering the desiccator 70 which will soon be saturated. An optional auxiliary cooling circuit 56 allows the use of brine at low temperature contained in enclosure 34 to pre-cool the air. Auxiliary circuit 56 uses the heat-insulated enclosure as a cold source to supply via an electric thermosiphon or pump 58, an auxiliary tank 60 brine maintained to + 2'C, to through solenoid valve 62. Auxiliary tank temperature 60 is regulated by a regulator 64 equipped with a probe 66. A coil 68 passes through the auxiliary tank 60. This coil 68 comes to following or replacing the 50 coil of the base unit, and is used to > get air to + PC. Prefilter 51.1 is, if necessary, replaced by a larger model, with automatic purge 54.

La dessiccation de l'air en sortie du filtre52 est obtenue dans un dessiccateur70 par absorption, en mettant l'air au contact d'un produit avide d'eau. On remplace la partie active du dessiccateurà absorption70 quand celle-ci est saturée d'eau, ce qui est visibleà son changement de couleur. Le point de rosée de l'air asséché obtenu est d'environ 4PC. Desiccation of the air leaving the filter 52 is obtained in a desiccator 70 by absorption, putting the air in contact with a product eager for water. We replace the active part of the desiccator to absorption 70 when it is saturated with water, which is visible at its color change . The dew point of the dried air obtained is about 4PC.

L'air traverse ensuite l'enceinte calorifugée 34 dans un serpentin72 où il subit une forte baisse de température jusqu'à -38'C, l'enceinte 34 remplie de fluide caloporteur et les deux serpentins32 et72 formant un échangeur thermique 74 entre les deux circuits10 et 12. Le serpentin72 est reliéà un tubeà tourbillon76 par l'interrnédiaire d'une tuyauterie souple78 soigneusement calorifugée. L'air plus froid que le point de rosée est exclusivement situé au centre du tube, et sort en contact avec la buse qui està une température très basse. The air then passes through the insulated enclosure 34 in a coil 72 where it undergoes a large drop in temperature down to -38 ° C, the chamber 34 filled with coolant and the two coils 32 and 72 forming a heat exchanger 74 between the two circuits 10 and 12. The coil 72 is connected to to whirlpool 76 through carefully insulated 78 piping. The cooler air than the dew point is exclusively located at the center of the tube, and comes out in contact with the nozzle which is at a very low temperature.

Le tubeà tourbillon est décrit en détail sur la figure 2.Il comporte un corps tubulaire80 comportant dans sa partie médiane une buse d'injection tangentielle 82. Du côté de l'une de ses extrémités axiales, le corps tubulaire est prolongé par un tube principal 84. L'extrémité libre du tube principal 84 est munie d'un pointeau de réglage86 laissant un orifice annulaire de dimension variable. Adjacent à la buse tangentielle 821 du côté opposé au tube principal 84 est disposé un diaphragme88 maintenu en position par une bague isolante90. L'extrémité du corps tubulaire80 opposée au tube principal 84 est munie d'un support92 permettant l'articulation d'une buse d'é ection 94. Le réglage de la fraction chaude j ZD The vortex tube is described in detail in FIG. 2. It has a tubular body having an injection nozzle in its middle portion. tangential 82. On the side of one of its axial ends, the tubular body is extended by a main tube 84. The free end of the main tube 84 is provided with a control needle 86 leaving an annular orifice of variable size. Adjacent to the tangential nozzle 821 on the opposite side to the main tube 84 is arranged a diaphragm 88 held in position by an insulating ring 90. L ' end of the tubular body 80 opposite the main tube 84 is provided with a support 92 allowing the articulation of an ejection nozzle 94. The adjustment of the fraction hot j ZD

du tubeà tourbillon est effectué par le pointeau86, et le jet d'air glacé (-60'C à CD -65'C) sort par la buse 94. Une poignée tubulaire96 supporte le corps tubulaire80 et le tube principal 84, ainsi quiune partie de la tuyauterie calorifugée78 d'alimentation en air comprimé. L'utilisateur dispose en outre d'une manette98 reliéeà un interrupteur électrique lui perrriettant de commander une électrovanne 100 d'ouverture et de ferrneture du circuit d'air. L'air peut alors être dirigé vers son point d'utilisation par l'opérateur qui tient la poignée tubulaire96 à la façon d'un chalumeau. Tube to vortex is made by the needle 86, and the air jet iced (-60'C to CD -65'C ) exits through the nozzle 94. A tubular handle 96 supports the tubular body 80 and the main tube 84, as well as a part of the insulated piping 78 supply of compressed air. The user also has a lever 98 connected to an electrical switch allowing him to control a solenoid valve 100 opening and ferrneture of the air circuit. The air can then be directed to its point of use by the operator who holds the tubular handle 96 to like a torch.

C Suivant le mode de réalisation le plus simple, représenté enA sur la figure1, le contrôle du dispositif est purement manuel: le système de base ne comporte pas de moyen de mesure de l'action du jet d'air glacé, et le praticien doit s'aider d'un thermomètre séparé pour s'assurer que son action est optimale. C 1 is purely manual : the basic system has no means of measuring the action of the chilled air jet, and the practitioner must use a separate thermometer to ensure that its action is optimal.

Selon une variante, la durée d'application du jet petit être contrôlée par une minuterie qui démarre dès que l'interrupteur situé sur la poignée de guidage du jet CI est actionné. According to one variant, the duration of application of the jet may be controlled by a timer which starts as soon as the switch on the jet guide handle CI is actuated.

Toutefois, ces configurations ne sont pas optimales. En effet, si l'exposition au jet d'airà très basse température est trop longue ou mal conduite, ily a risque de geler la peau du patient.Il est donc intéressant de surveiller en permanence la température superficielle de la peau par une mesure infrarouge sans contact, et de maintenir la température de la peau au-dessus de la fempérature dangereuse. C'est l'ob . et du mode de réalisation représenté en B sur la figure1. Un capteur infrarouge 102 indique en permanence la température de la cible situéeà l'impact du jet. Le praticien peut choisir de n'utiliser que l'affichage de la température, le contrôle du jet étant maintenu manuel.Il peut également utiliser un contrôle automatique: l'information délivrée par le thermomètre infrarouge 102 est alors envoyéeà un régulateur 104 qui commande l'électrovarine 100. L'électrovanne s'ouvre ou se ferme automatiquement et gère l'alimentation en air du tubeà tourbillon, ce qui a pour effet de maintenir la température de la peau du patient au- dessus de la zone de dancer. Le seuil de température limiteà atteindre sur la peau du patient est réglable, et est entré en consigne dans le régulateur 104. However, these configurations are not optimal. Indeed, if the exposure to the air jet at very low temperature is too long or badly conducted, it y may freeze the skin of the patient. It is therefore interesting to continuously monitor the surface temperature of the skin by contactless infrared measurement, and to maintain the skin temperature above the dangerous temperature. This is the ob . and the embodiment shown at B in FIG. 1. An infrared sensor 102 continuously indicates the temperature of the target located to the impact of the jet. The practitioner may choose to use only the temperature display, the control of the jet being maintained manually. He can also use an automatic control : the information delivered by the infrared thermometer 102 is then sent to a regulator 104 which controls the electrovarine 100. The solenoid valve opens or closes automatically and manages the air supply of the vortex tube, which has the effect of maintaining the temperature of the patient's skin above the dancer's area. The threshold temperature limit to reach on the skin of the patient is adjustable, and is entered as a setpoint in the regulator 104.

C) Selon une variante de réalisation représentée enC sur la figure1 ainsi que sur figure3, la buse d'éjection 94 présente une extrémité en forme de disque, munie de rainures de circulation de l'air sortant du tubeà tourbillon. Ce disque supporte une coupelle de contact106. L'éjection de l'air froid permet le refroidissement de la coupelle106. Un thermocouple108 de prise de température de la coupelle106, muni d'un ressort de rappel110 et d'unfil électrique 112 de liaison au régulateur 114 permet une régulation de la température de la coupelle. Dès que la température de la coupelle106 descend en dessous du point de consigne, l'électrovanne100 se ferme, interrompant le jet d'air. La température de la coupelle reste donc sous contrôle précis et ne dépend que des réglages du régulateur 104. c C 0 C) According to an alternative embodiment shown in C on the figure 1 as well as on figure 3, the nozzle ejection 94 has a disk-shaped end provided with airflow grooves exiting the vortex tube. This disc supports a cup of contact 106. The ejection of the cold air allows the cooling of the cup 106. A thermocouple 108 of taking the temperature of the cup 106, provided with a return spring 110 and an electrical wire 112 connecting the regulator 114 allows a regulation of the temperature of the cup. As soon as the temperature of the cup 106 falls below the set point, the 100 solenoid valve closes, interrupting the airflow. The temperature of the cup therefore remains under precise control and depends only on the settings of the regulator 104. c C 0

On est donc sûr que la température de la peau ne peut pas descendre plus bas que le point de consigne qui a été fixé pour la coupelle. Cette coupelle peut être de forme et de dimensions variables, en fonction des besoins du praticien. It is therefore certain that the temperature of the skin can not go lower than the set point which has been fixed for the cup. This cup may be of varying shape and size, depending on the needs of the practitioner.

Une mousse116 de diffusion de l'air et d'atténuation du bruit de sortie de l'air complète le dispositif. Le refroidissement de la peau du patient est obtenu en la mettant au contact de la coupelle. A foam 116 of air diffusion and attenuation of the air outlet noise completes the device. The cooling of the patient's skin is obtained by putting it in contact with the cup.

Les coupelles et buses de soufflage sont interchangeables et leur forme peut être t>c The cups and blowing nozzles are interchangeable and their shape can be t> c

réalisée sur mesure en fonction des besoins des utilisateurs. made to measure according to the needs of the users.

La description précédente est donnéeà titre non limitatif et diverses variations sont possibles. The foregoing description is given to as a nonlimiting title and various variations are possible.

En particulier, le compresseur peut êtreà poste fixeà l'extérieur du bâtiment ou dans le même coffret que le système de refroidissement de l'air. Le dessiccateur 70 peut être doublé afin d'assurer sa maintenance sans arrêter l'utilisation du dispositif. In particular, the compressor can be to stationary to outside the building or in the same cabinet as the air cooling system. The Dryer 70 can be doubled to ensure its maintenance without stopping the use of the device.

On peut par ailleurs envisager d'autres utilisations du dispositif d'éjection d'air.We can also consider other uses of the air ejection device.

Claims

CLAIMS 1. At very low temperature air blowing device comprising 0 a compressed air circuit ( 12) provided with a compressor (46), # of an air treatment device, disposed downstream of the compressor and having at least one desiccator (70) and # a to vortex tube (76), disposed downstream of the treatment device, characterized in that # iI further comprises # a refrigerant circuit (10) having a high pressure circuit portion, an expansion valve (30), and a low pressure circuit portion (32) located downstream of the expander, and # a heat exchanger (74) between the low pressure circuit portion (32) located downstream of the expansion valve (') 0) and a portion of the air circuit located between the treatment device and the tube at vortex (76), allowing cooling of the air before it enters the tube to vortex (76). 2. Dis positive air blow at very low temperature according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (74) has a control (40) such that the temperature of the air at the outlet of the exchanger (74) is slightly higher than the point of the air obtained and the outlet of the desiccator (70). / B> 3. very low temperature air blowing device according to claim 2, characterized in that the dew point obtained at the outlet of the desiccator (70) is to -3 ) O'C. 4. Apparatus for blowing air to very low temperature according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (74) comprises an enclosure (34) containing a heat transfer fluid and in which plunges a coil (32) constituting the low pressure circuit portion located a - ,,,, al of the expander, and a second coil (72) constituting the portion of the circuit d air between the treatment device and the vortex tube (76). 5. Blowing device of at very low temperature according to claim c 1, characterized in that the cold outlet of the tube to > whirlwind (76) is equipped with a tip (94, 106) adapted to an application of cold air on the human body . 6. very low temperature air blast device according to claim 1, characterized in that the compressor (46) is a compressor without oil. 7. very low temperature air blowing device according to claim 1, characterized in that it comprises an auxiliary circuit (56) circulation of the coolant, and a heat exchanger (60) between this auxiliary circuit (56) and a part of the air circuit located upstream of the dryer (70). 8. Low temperature air blast at according to claim 1, Characterized in that the air treatment device further comprises a condenser (50) arranged upstream of the desiccator (70). 9. to very low temperature air blowing device according to claim 1, characterized in that it is provided with a regulator (104) the air flow entering the tube to vortex as a function of the temperature measured on the target on which is directed air to very low temperature blown by the tube to whirlpool. 10. very low temperature air blast device according to claim 5, characterized in that it is provided with a regulator (1 14) of the air flow as a function of the temperature of the nozzle. II. A device for cooling a portion of the human body having a very low temperature air blowing device at according to any one of the preceding claims.