WO2003101884A1 - Dispositif de refroidissement et/ou de maintien en temperature d'un recipient pour produit coulant et recipient adapte - Google Patents

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WO2003101884A1
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Jean-Paul Cerveny
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Nestle Waters Management & Technology
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Definitions

  • the present invention relates to the field of cooling and / or keeping cold a container containing a flowable product, in particular a food liquid, in particular mineral water or the like and relates to a device for cooling and / or keeping said container and its contents cold.
  • Another common solution consists in cooling the liquid in the pipe in which it passes between its storage container (carboy, barrel, etc.) and the distribution means (tap, pressure puller, etc.), at least a portion of said pipe being brought into contact with a heat exchanger ensuring the cooling of this portion and therefore of the liquid which circulates therein.
  • the air inlet necessary for the flow promotes contamination of the liquid contained in the main tank. As the latter is generally irremovable, cleaning or even disinfecting it can be very difficult. Likewise, the presence of consumable intermediate elements (interchangeable plastic pipes, tanks, seals, valves, etc.) leads to a certain additional cost and calls for manipulations. often tedious for the consumer who therefore risks neglecting the maintenance of the device, which can lead to the hygiene problems previously mentioned.
  • Another known device provides for the use of a substantially planar support surface (plate) cooled by which an attempt is made to cool the base of the liquid storage container which is simply placed there or embedded therein.
  • the heat exchange is however poor there.
  • this device cannot be used for containers having a different geometry or configuration.
  • the object of the present invention is in particular to overcome at least some of the drawbacks of the above-mentioned existing systems.
  • a device for cooling and / or keeping cold a container containing a flowable product, in particular a liquid food essentially consisting on the one hand, by a closed enclosure, thermally insulated, intended containing said container, by at least one thermoelectric element with Peltier effect mounted on the outside face of the wall of said enclosure and communicating with the interior environment of said enclosure by means of a transfer of frigories, characterized in that that the refrigeration transfer means is produced in the form of a profiled element of substantially I-shaped section, the first external surface end of which is in contact with the thermoelectric element (s) with Peltier effect and the second internal surface end of which is produced in the form of a surface plate portion made of a thermally conductive material and intended to come into contact with a portion of the external surface forming the wall of said container to be cooled for intimate contact with said container on a sufficient part of said external surface of the latter.
  • the device according to the invention makes it possible in particular to eliminate or at least reduce the intermediate elements such as the consumables of the distribution circuit present between the storage tank and the means of distribution of said product, thus making it possible to reduce the manufacturing cost thereof. and operating (easier and more reduced maintenance) while preserving the organoleptic qualities of the product to be distributed as well as minimizing any health risk (dirt, bacterial contamination ).
  • Another subject of the present invention is a container for a flowable product, in particular a bottle made of synthetic material, and more particularly of PET, intended to be used with an advantageous variant of the device according to the invention, characterized in that it has on its forming part body, an external lateral bead having an outer surface area of substantially ⁇ -shaped section forming a single piece with said body of said container.
  • FIG. 1 is a partial view, in vertical cross section, of a first variant of the device according to the invention
  • Figure 2 is a partial view, in vertical cross section, of a second variant of the device according to the invention
  • Figure 3 is a perspective view of a container according to the invention particularly suitable for the variant of the device of Figure 2
  • Figure 4 is a partial view, in vertical cross section, of a third variant of the device according to the invention
  • Figure 5 is a partial sectional view showing the means of dispensing the product contained in the container of the device according to the invention.
  • the device according to the invention for cooling and / or keeping a container 1 containing a flowable product, in particular a liquid food, cold consists essentially on the one hand, of a closed enclosure 2, thermally insulated, intended to contain said container 1, by at least one thermoelectric element 3 with Peltier effect mounted on the external face of the wall of said enclosure 2 and communicating with the interior environment of said enclosure 2 via of a cold transfer means 4, characterized in that the cold transfer means 4 is produced in the form of a profiled element 5 of substantially I-shaped section, the first outer surface end 6 of which is in contact with the thermoelectric element (s) 3 with Peltier effect and the second inner surface end 7 of which is produced in the form of a portion of surface plate eu 8 produced in a thermally conductive material and intended to come into contact with a portion of the external surface forming wall of said container 1 to be cooled for intimate contact with said container 1 over a sufficient part of said outer surface of the latter.
  • thermoelectric element 5 allows a markedly improved efficiency for the thermal transmission (calories or frigories) of the thermoelectric element 3 to the surface plate 8 in contact with the container 1.
  • thermoelectric elements 3 with a Peltier effect known per se, the number of which can vary depending on the desired power.
  • the latter are arranged on the outer periphery of the enclosure 2 as seen in FIG. 1.
  • thermoelectric element 3 For each thermoelectric element 3 with Peltier effect, a heat exchanger 3 'with fins is attached to the hot part of the element. These exchangers, intended for the evacuation of calories or frigories can be surmounted by one or more 3 "fans as shown diagrammatically in FIG. 1.
  • a regulation system described below is provided for adjusting the temperature of the contents of the container 1 to a given setpoint.
  • the enclosure 2 will advantageously have dimensions adapted to that of the container 1 contained therein and a shape similar or not to the latter (parallelepiped, cylindrical, round. .), the dimensions and the geometry of the volume defined by the interior of the enclosure 2 being, if necessary, adaptable to receptacles 1 of various shapes.
  • the wall of the enclosure 2 essentially consists of at least one thickness of insulating material of the expanded polystyrene type or of any other heat-insulating material, the assembly possibly being advantageously covered by a covering carcass of chosen shape, by example in molded plastic, thermoformed ...
  • the surface plate 8 On the inner face of the wall of the enclosure 2 is the surface plate 8 optionally covered with a thermally conductive adaptation means of the shape of said plate 8 to the size or shape of the container 1, if necessary.
  • the device according to the invention is characterized in that a pocket or flexible envelope 9 containing a plastically deformable and thermally conductive substance is attached to said surface plate 8, the conformation of said envelope 9 being adapted to the dimensions and to the shape of the container 1 intended to be received in said enclosure 2.
  • a pocket or flexible envelope 9 containing a plastically deformable and thermally conductive substance is attached to said surface plate 8, the conformation of said envelope 9 being adapted to the dimensions and to the shape of the container 1 intended to be received in said enclosure 2.
  • the envelope 9 can be removably attached to the surface plate 8 so as to be able to adapt the shape and / or the size of said envelope 9 to the container 1 contained in the enclosure 2 of the refrigeration device and further optimize the contact between these elements in order to further increase the efficiency of the heat exchange.
  • the plastically deformable substance contained in said envelope 9 is a eutectic liquid, preferably food, the freezing temperature of which is less than approximately 10 ° C., for example a salt or a mixture of salts in aqueous solution.
  • the salts used can be sodium chloride (cooking salt) or any other suitable salt, preferably non-toxic.
  • ammonium sulfate, sodium nitrate, sodium thiosulfate may also be suitable.
  • Mixtures of water and organic compounds for example of the carbamide family (mixture containing 65% to 70% by weight of water and 30% to 35% by weight of carbamide NH 2 CONHR) may also be suitable as eutectic liquids .
  • Such a flexible or semi-rigid envelope 9 acts as a mattress and also has the advantage of constituting a reservoir of frigories making it possible to increase the thermal inertia of the assembly, which can be advantageous for example in the event of a malfunction. momentary of the thermoelectric elements 3 or in the event of a temporary interruption of the electrical supply of the latter.
  • the surface plate portion 8 is produced in the form of a profile 10 whose cross section is substantially in the shape of an ⁇ , the interior space of said ⁇ being intended to come into contact with an external bead 11 present on the external wall of the container 1 (cf. FIG. 3), said profile 10 and said bead 11 being of complementary shapes for intimate contact on the zone thus defined between the container 1 and said surface plate 8.
  • the device according to the invention is characterized in that the surface plate portion 8 is produced in the form of a flattened flexible ring 12 consisting of a ribbon or a succession foil ribbons 13 arranged side by side and whose overall flattened surface 14 generated close to the container 1 is adapted to the dimensions and the shape of the container 1 intended to be received in said enclosure 2 for intimate contact with said container 1 on a sufficient part of the outer surface of the latter.
  • the foil (s) 13 are made of brass, this metal having physicochemical properties which are particularly well suited (thermal conductivity, ability to form, resistance to corrosion, etc.) for such use at a reasonable cost.
  • This flattened flexible ring structure 12 is particularly useful when a rapid cooling (heating) effect is to be obtained.
  • the container 1 is advantageously a bottle or carboy whose body V at least is made of a deformable synthetic material and having a neck 1 "on which is mounted a means of distribution 15 of the flowable product contained in said container 1.
  • a particularly economical solution consists in providing that the container 1 is positioned with its neck 1 "down in said enclosure 2 (cf. FIG. 5), the flow of the flowable product contained in said container 1 through the distribution means 15 taking place mainly by gravity.
  • the device according to the invention is further characterized in that the dispensing means 15 of the container 1 has a separate external air inlet 16 compensating for the volume of flowing product flowing from said container 1.
  • the external air inlet 16 is supplied with compressed air with an overpressure, relative to atmospheric pressure, of between 0.1 and 0.3 bar (10 4 to 3.10 4 Pa), thus avoiding any collapsing phenomenon of container 1 during use.
  • This can be achieved by any conventional P pump system (electric, compressed air, etc.) and 16 'pipes (for example made of food-grade PVC or the like) usually used for this type of application.
  • the cooled casing 9 provides an ideal heat exchange between the cold (but flexible) part and the wall of the container 1.
  • a means for filtering 17 the external air is provided upstream of the container 1, for example upstream or at the level of the distribution means 15.
  • the person skilled in the art can choose any filter usually used in this type of application, preferably, in order to guarantee a good compromise between the flow speed and the desired or required degree of purity, a filter having a porosity between 0.3 ⁇ m and 10 ⁇ m, preferably between 2 ⁇ m and 5 ⁇ m, for example a sterile air filter.
  • the filtration means 17 is produced in the form of a cartridge filter associating a microbiological filter as well as an anti-odor activated carbon bed.
  • the dispensing means 15 is mainly produced in the form of a removable and sterilizable cannula 18 connecting the interior of the container 1 to a dispensing tap 19 via a connecting pipe 20 or the like.
  • a seal 1 '"which can be pierced, for example a thermo-bonded aluminum sticker can be used to seal the container 1, said seal l" being pierced by the cannula 18 when the container 1 is placed in the device of the invention (see Figure 3).
  • FIG. 5 there is shown diagrammatically in FIG. 5, a simplified tap 19 which can be manually actuated by means of a push button and a conventional spring mechanism, the operation of which emerges directly from said FIG. 5.
  • the cannula 18 perforating the cap of the container 1, the arrival of external air 16, the connection pipe 20 and the dispensing tap 19 are made in a removable manner so that they can be easily cleaned and disinfected (for example with boiling water).
  • the device according to the invention is further characterized in that the closed enclosure 2 has, in its wall, at least one opening 21 for the passage of a drain pipe intended for transporting the contents of the container 1, in particular a opening 21 for the connection pipe 20, a means 22 for serving the flowable product contained in the container 1 being mounted on the outer wall or near said enclosure 2.
  • the present invention also relates to a container 1 for flowable product, in particular a bottle made of synthetic material, and more particularly of PET, intended to be used with the device according to the variant of FIG. 2, characterized in that it has on its part forming the body, an external lateral bead 11 having an outer surface area of section substantially in the shape of ⁇ forming a single piece with said body 1 'of said container 1.
  • said bead 11 is oriented substantially vertically, substantially parallel to the vertical longitudinal axis of said container 1 (cf. FIG. 3).
  • said bead 11 is also produced in the form of an integrated member or handle for gripping, handling and / or transporting said container 1.
  • the device of the present invention is more particularly suitable for cooling drinks, preferably mineral water and even more preferably still or low carbonated mineral water (rate less than about 6 g of C0 2 / liter) but can also agree, if necessary subject to simple routine modifications, to the distribution of all kinds of drinks, carbonated or not, alcoholic or not, or even more viscous or pasty products which may require refrigeration (sauces, condiments ...) , for example in company restaurants, school canteens, etc.
  • thermoelectric element cooling device 3 acts through element 5, the shape of which is with a substantially I-shaped section guarantees optimum efficiency during the transmission of the temperature differential generated by said thermoelectric element or elements 3.
  • the various additional means make it possible to offer a range of effective means capable of optimizing the contact and therefore the heat exchange (the cooling, maintaining temperature, or even heating) between the surface of the container 1 containing the product whose temperature is to be controlled and the surface plate 8 of the thermoelectric element 3 with Peltier effect
  • the device of the present invention thus makes it possible to transfer the cold (hot) generated without passing through an intermediate tank, intimate contact between the container 1 and the cold (hot) source being ensured even in the cases where said container 1 has a surface external of its non-planar body 1 ′ as is often the case for polyester bottles (for example PET) which are generally provided with peripheral reinforcement rings or beads B and / or decorative patterns M or allowing compaction of said bottle once emptied of its content.
  • PET polyester bottles
  • the device according to the invention can be supplied electrically by simple connection to the mains or to a mobile energy source (battery, solar collector, generator).
  • a means of reversing the polarity of the supply of the thermoelectric elements 3 will be provided if it is also desired to be able to heat rather than only cool the contents of the container 1.
  • thermoelectric element (s) 3 The regulation of the temperature is controlled in a manner known per se by a conventional thermostat system comprising for example, a temperature sensor 23 which is in contact with the container 1 to be refrigerated and which transmits a signal to a conventional regulating member 24 acting on the thermoelectric element (s) 3 according to a conventional loop regulation scheme ( Figure 2).
  • the regulating member 24 triggers the operation of a Peltier element as soon as the sensor 23 measures a temperature above a predetermined set value.
  • pre-adjustable or pre-programmable version including electronic circuit board.
  • Standard safety devices for example against possible overheating or for stopping in the event of an empty container 1, etc., can also be provided.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement et/ou de maintien en température d'un récipient (1) contenant un produit coulant, notamment un liquide alimentaire et en particulier de l'eau minérale. Elle concerne également un récipient (1) particulièrement adapté audit dispositif. Dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de transfert de frigories (4) réalisé sous la forme d'un élément (5) profilé de section sensiblement en forme de I dont la première extrémité surfacique extérieure (6) est en contact avec au moins un élément thermoélectrique (3) à effet Peltier et dont la seconde extrémité surfacique intérieure (7) est réalisée sous la forme d'une portion de plaque surfacique (8) destinée à venir en contact avec une portion de la surface externe formant paroi dudit récipient (1) à refroidir pour un contact intime avec ledit récipient (1).

Description

Dispositif de refroidissement et/ou de maintien en température d'un récipient pour produit coulant et récipient adapté
La présente invention concerne le domaine du refroidissement et/ou du maintien au froid d'un récipient contenant un produit coulant, en particulier un liquide alimentaire, notamment de l'eau minérale ou analogue et a pour objet un dispositif de refroidissement et/ou de maintien au froid dudit récipient et de son contenu.
Elle a également pour objet un récipient particulièrement adapté audit dispositif.
Actuellement, le refroidissement de récipients contenant ce type de produit est effectué en les plaçant dans une enceinte réfrigérée du type réfrigérateur, glacière ou similaire dont le volume intérieur est relativement plus grand que le récipient à refroidir.
Une autre solution courante consiste à refroidir le liquide dans la conduite dans lequel il transite entre son récipient de stockage (bonbonne, fut...) et le moyen de distribution (robinet, tireuse pression...), au moins une portion de ladite conduite étant mise en contact avec un échangeur de chaleur assurant le refroidissement de cette portion et donc du liquide qui y circule.
Ces systèmes connus nécessitent des équipements lourds, onéreux et encombrants, souvent peu esthétiques et habituellement réservés à des débits rapides ou volumineux. Cela se traduit par une installation généralement fixe ou peu mobile du système de distribution. Autre inconvénient, ces appareils ne doivent jamais être basculés pendant leur transport, même avant leur première mise en route (présence de lubrifiant liquide dans la pompe du circuit de gaz caloporteur du type Fréon - nom déposé).
D'autre part pour mettre en œuvre ces deux types de systèmes de refroidissement, il est indispensable d'utiliser des groupes de refroidissement qui intègrent des gaz frigorigènes qui peuvent représenter une source de pollution. On comprend donc aisément que ces installations ne peuvent être accessibles ni au grand public, ni aux petits bureaux, hôteliers ou restaurateurs ne débitant que de faibles volumes de boissons. Par ailleurs, ces systèmes et installations connus présentent une efficacité de refroidissement faible, tant en terme de vitesse de refroidissement que du rapport volume refroidi / consommation électrique. Un autre problème majeur est, dans le cas de la distribution de boissons destinées à la consommation humaine, la présence d'éléments intermédiaires (conduites, robinets...) susceptibles d'altérer les qualités organoleptiques (aspect, goût, odeur...) des boissons distribuées et susceptibles de présenter un risque sanitaire en cas de contamination bactériologique suffisante. Ceci peut notamment être le cas suite à la dégradation de restes de boissons (liquides périssables) qui peuvent stagner dans les conduites lors d'une inutilisation prolongée ou suite à une mauvaise utilisation et/ou un entretien (désinfection) insuffisant du dispositif de distribution.
Dans le domaine des récipients réfrigérés, on connaît également divers dispositifs communément appelés « fontaines » permettant de d'assurer la distribution d'un volume de boisson (principalement de l'eau) généralement compris entre environ 4 à 10, voire 20 litres. Le refroidissement y est presque toujours obtenu par l'emploi d'un ou de plusieurs éléments thermoélectriques à effet Peltier qui convertissent de manière connue un courant électrique en gradient de température. En revanche, il existe actuellement plusieurs manières de transférer le froid obtenu dans ce type de dispositifs vers le liquide contenu dans le récipient de stockage ainsi que pour amener le liquide refroidi au contact avec le consommateur (verre, carafe...) L'une des techniques connue consiste à laisser le liquide s'écouler par gravité du récipient de stockage vers un réservoir intermédiaire qui constitue en fait le seul réceptacle effectivement refroidi, le récipient de stockage n'intervenant directement pas dans le processus de réfrigération. Une filtration efficace de l'entrée d'air se substituant au liquide distribué n'est pas possible dans ce type de dispositif, une perte de charge trop importante empêchant un écoulement satisfaisant dudit liquide.
Par ailleurs, l'entrée d'air nécessaire à l'écoulement favorise la contamination du liquide contenu dans le réservoir principal. Ce dernier étant généralement inamovible, son nettoyage voire désinfection peut être très difficile. De même, la présence d'éléments intermédiaires consommables (conduites en plastique interchangeables, réservoirs, joints, valves...) entraîne un certain surcoût et fait appel à des manipulations souvent fastidieuses pour le consommateur qui risque donc de négliger l'entretien du dispositif, ce qui peut conduire aux problèmes d'hygiène précédemment évoqués.
Un autre dispositif connu prévoit l'utilisation d'une surface de support sensiblement plane (assiette) refroidie par laquelle on tente de refroidir l'embase du récipient de stockage de liquide qui y est simplement posé ou encastré dessus. L'échange thermique y est cependant médiocre. En outre, en raison de la présence de ladite surface plane, ce dispositif ne peut être utilisé pour des récipients présentant une géométrie ou configuration différente.
La présente invention a notamment pour but de pallier au moins certains des inconvénients des systèmes existants précités.
A cet effet, elle a pour objet un dispositif de refroidissement et/ou de maintien au froid d'un récipient contenant un produit coulant, en particulier un liquide alimentaire, essentiellement constitué d'une part, par une enceinte fermée, thermiquement isolée, destinée à contenir ledit récipient, par au moins un élément thermoélectrique à effet Peltier monté sur la face extérieure de la paroi de ladite enceinte et communiquant avec le milieu intérieur de ladite enceinte par l'intermédiaire d'un moyen de transfert de frigories, caractérisé en ce que le moyen de transfert de frigories est réalisé sous la forme d'un élément profilé de section sensiblement en forme de I dont la première extrémité surfacique extérieure est en contact avec le ou les éléments thermoélectriques à effet Peltier et dont la seconde extrémité surfacique intérieure est réalisée sous la forme d'une portion de plaque surfacique élaborée dans un matériau thermiquement conducteur et destinée à venir en contact avec une portion de la surface externe formant paroi dudit récipient à refroidir pour un contact intime avec ledit récipient sur une partie suffisante de ladite surface extérieure de ce dernier.
Le dispositif selon l'invention permet notamment de supprimer ou au moins de réduire les éléments intermédiaires tels que les consommables du circuit de distribution présents entre le réservoir de stockage et le moyen de distribution dudit produit, permettant ainsi d'en diminuer le coût de fabrication et d'exploitation (entretien plus aisé et plus réduit) tout en préservant au mieux les qualités organoleptiques du produit à distribuer ainsi qu'en minimisant tout risque sanitaire (salissures, contamination bactérienne...). La présente invention a encore pour objet un récipient pour produit coulant, notamment bouteille en matière synthétique, et plus particulièrement en PET, destiné à être utilisé avec une variante avantageuse du dispositif selon l'invention caractérisé en ce qu'il présente sur sa partie formant corps, un bourrelet latéral externe présentant une zone de surface extérieure de section sensiblement en forme de Ω formant une seule pièce avec ledit corps dudit récipient.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci- après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue partielle, en coupe transversale verticale, d'une première variante du dispositif selon l'invention ; la figure 2 est une vue partielle, en coupe transversale verticale, d'une seconde variante du dispositif selon l'invention ; la figure 3 est une vue en perspective d'un récipient selon l'invention particulièrement adapté à la variante du dispositif de la figure 2 ; la figure 4 est une vue partielle, en coupe transversale verticale, d'une troisième variante du dispositif selon l'invention et ; la figure 5 est une vue partielle en coupe représentant le moyen de distribution du produit contenu dans le récipient du dispositif selon l'invention.
Comme on le voit sur les figures annexées, le dispositif selon l'invention de refroidissement et/ou de maintien au froid d'un récipient 1 contenant un produit coulant, en particulier un liquide alimentaire, est essentiellement constitué d'une part, par une enceinte 2 fermée, thermiquement isolée, destinée à contenir ledit récipient 1, par au moins un élément thermoélectrique 3 à effet Peltier monté sur la face extérieure de la paroi de ladite enceinte 2 et communiquant avec le milieu intérieur de ladite enceinte 2 par l'intermédiaire d'un moyen de transfert de frigories 4, caractérisé en ce que le moyen de transfert de frigories 4 est réalisé sous la forme d'un élément 5 profilé de section sensiblement en forme de I dont la première extrémité surfacique extérieure 6 est en contact avec le ou les éléments thermoélectriques 3 à effet Peltier et dont la seconde extrémité surfacique intérieure 7 est réalisée sous la forme d'une portion de plaque surfacique 8 élaborée dans un matériau thermiquement conducteur et destiné à venir en contact avec une portion de la surface externe formant paroi dudit récipient 1 à refroidir pour un contact intime avec ledit récipient 1 sur une partie suffisante de ladite surface extérieure de ce dernier.
Il a été trouvé de manière inattendue et surprenante qu'une telle forme en I de l'élément 5 permet une efficacité nettement améliorée pour la transmission thermique (calories ou frigories) de l'élément thermoélectrique 3 vers la plaque surfacique 8 en contact avec le récipient 1.
La modification de la température du récipient 1 est obtenue par un ou plusieurs éléments thermoélectriques 3 à effet Peltier connus en soi, dont le nombre peut varier en fonction de la puissance recherchée. Ces derniers sont disposés sur la périphérie extérieure de l'enceinte 2 comme on le voit sur la figure 1.
Pour chaque élément thermoélectrique 3 à effet Peltier, un échangeur 3' à ailettes est rapporté sur la partie chaude de l'élément. Ces échangeurs, destinés à l'évacuation des calories ou des frigories peuvent être surmontés d'un ou plusieurs ventilateurs 3" comme schématisé sur la figure 1.
Un système de régulation décrit plus loin est prévu permettant d'ajuster la température du contenu du récipient 1 à une valeur de consigne donnée.
Pour notamment limiter l'encombrement du dispositif selon l'invention, l'enceinte 2 présentera de façon avantageuse des dimensions adaptées à celle du récipient 1 qui y est contenu et une forme similaire ou non à ce dernier (parallélépipédique, cylindrique, ronde...), les dimensions et la géométrie du volume défini par l'intérieur de l'enceinte 2 étant, le cas échéant, adaptables à des récipients 1 de formes variées.
La paroi de l'enceinte 2 consiste essentiellement en au moins une épaisseur de matériau isolant du type polystyrène expansé ou de n'importe quel autre matériau de calorifugeage, l'ensemble pouvant être avantageusement recouvert par une carcasse d'habillage de forme choisie, par exemple en matière plastique moulé, thermoformé...
Sur la face intérieure de la paroi de l'enceinte 2 se trouve la plaque surfacique 8 éventuellement recouverte d'un moyen d'adaptation thermiquement conducteur de la forme de ladite plaque 8 à la taille ou la forme du récipient 1, si nécessaire.
Selon une première variante représentée à la figure 1, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'une poche ou enveloppe 9 souple renfermant une substance plastiquement déformable et thermiquement conductrice est rapportée sur ladite plaque surfacique 8, la conformation de ladite enveloppe 9 étant adaptée aux dimensions et à la forme du récipient 1 destiné à être reçu dans ladite enceinte 2. De cette sorte, il peut être garanti que le contact (direct ou indirect) entre le récipient 1 et la partie froide du moyen de transfert de frigories 4 soit aussi intime que possible, la surface externe de la poche ou enveloppe 9 épousant celle dudit récipient 1, qui peut ne pas présenter une surface plane. De manière avantageuse, l'enveloppe 9 peut être rapportée de manière amovible sur la plaque surfacique 8 de manière à pouvoir adapter la forme et/ou la taille de ladite enveloppe 9 au récipient 1 contenu à dans l'enceinte 2 du dispositif de réfrigération et optimiser encore le contact entre ces éléments en vue d'accroître encore l'efficacité de l'échange thermique.
Préférentiellement, la substance plastiquement déformable contenue dans ladite enveloppe 9 est un liquide eutectique, de préférence alimentaire, dont la température de congélation est inférieure à environ 10°C, par exemple un sel ou un mélange de sels en solution aqueuse. Les sels utilisés peuvent être du chlorure de sodium (sel de cuisine) ou tout autre sel adapté, de préférence non toxique. A titre d'exemples non limitatifs le sulfate d'ammonium, le nitrate de sodium, le thiosulfate de sodium peuvent également convenir.
Des mélanges d'eau et de composés organiques, par exemple de la famille des carbamides (mélange contenant 65 % à 70 % en poids d'eau et 30 % à 35 % en poids de carbamide NH2CONHR) peuvent également convenir comme liquides eutectiques.
Pour des raisons évidentes, on utilisera de préférence un liquide non toxique et/ou de pH sensiblement neutre. Une telle enveloppe 9 souple ou semi-rigide agit comme un matelas et présente en outre l'avantage de constituer un réservoir de frigories permettant d'augmenter l'inertie thermique de l'ensemble, ce qui peut être intéressant par exemple en cas de dysfonctionnement momentané des éléments thermoélectriques 3 ou en cas de coupure momentanée de l'alimentation électrique de ces derniers.
Selon une autre variante représentée à la figure 2, la portion de plaque surfacique 8 est réalisée sous la forme d'un profilé 10 dont la section est sensiblement en forme de Ω, l'espace intérieur dudit Ω étant destiné à venir en contact avec un bourrelet externe 11 présent sur la paroi externe du récipient 1 (cf. figure 3), ledit profilé 10 et ledit bourrelet 11 étant de formes complémentaires pour un contact intime sur la zone ainsi définie entre le récipient 1 et ladite plaque surfacique 8.
Selon encore une autre variante illustrée à la figure 4, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la portion de plaque surfacique 8 est réalisée sous la forme d'un anneau souple aplati 12 constitué d'un ruban ou d'une succession de rubans de clinquants 13 disposés côte-à-côte et dont la surface aplatie 14 globale générée proche du récipient 1 est adaptée aux dimensions et à la forme du récipient 1 destiné à être reçu dans ladite enceinte 2 pour un contact intime avec ledit récipient 1 sur une partie suffisante de la surface extérieure de ce dernier.
Avantageusement, le ou les clinquants 13 sont réalisés en laiton, ce métal présentant des propriétés physico-chimiques particulièrement bien adaptées (conductibilité thermique, aptitude au formation, résistance à la corrosion...) à une telle utilisation pour un coût raisonnable.
D'autres matériaux comme l'acier inox ou toute autre matière souple pouvant exercer un effet ressort en étant bon conducteur thermique peuvent également convenir.
Cette structure en anneau souple aplati 12 est particulièrement utile lorsqu'un effet de refroidissement (chauffage) rapide doit être obtenu.
Bien entendu, il est également possible de combiner certains des moyens des variantes précitées entre eux, par exemple en associant un anneau souple 12 aplati à une enveloppe 9 précédemment décrite, ce qui permettra de cumuler les avantages respectifs associés à ces moyens.
Selon une autre caractéristique et comme on le voit clairement sur la figure 5, le récipient 1 est avantageusement une bouteille ou bonbonne dont le corps V au moins est réalisé en une matière synthétique déformable et présentant un goulot 1 " sur lequel est monté un moyen de distribution 15 du produit coulant contenu dans ledit récipient 1. De plus une solution particulièrement économique consiste à prévoir que le récipient 1 est positionné avec son goulot 1 " en bas dans ladite enceinte 2 (cf. figure 5), l'écoulement du produit coulant contenu dans ledit récipient 1 à travers le moyen de distribution 15 se faisant principalement par gravité. Le dispositif selon l'invention est en outre caractérisé en ce que le moyen de distribution 15 du récipient 1 présente une arrivée d'air externe 16 séparée compensant le volume de produit coulant écoulé dudit récipient 1. Dans ce cas, il peut être avantageusement prévu que l'arrivée d'air externe 16 soit alimentée en air comprimé avec une surpression, par rapport à la pression atmosphérique, comprise entre 0,1 et 0,3 bar (104 à 3.104 Pa), évitant ainsi tout phénomène de collapsage du récipient 1 durant son utilisation. Ceci peut être réalisé par l'intermédiaire de tout système classique de pompe P (électrique, à air comprimé...) et de conduites 16' (par exemple en PVC alimentaire ou analogue) habituellement utilisé pour ce type d'application.
La surpression rendant le récipient 1 quasi-rigide, l'enveloppe 9 refroidie assure un échange thermique idéal entre la partie froide (mais souple) et la paroi du récipient 1.
Avantageusement, un moyen de filtration 17 de l'air externe est prévu en amont du récipient 1, par exemple en amont ou au niveau du moyen de distribution 15.
A cet effet, l'homme du métier pourra choisir tout filtre habituellement mis en œuvre dans ce type d'application, de préférence, afin de garantir un bon compromis entre la vitesse d'écoulement et le degré de pureté souhaité ou requis, un filtre présentant une porosité comprise entre 0,3 μm et 10 μm, de préférence entre 2 μm et 5 μm, par exemple un filtre à air stérile. De manière encore plus préférée, le moyen de filtration 17 est réalisé sous la forme d'un filtre à cartouche associant un filtre microbiologique ainsi qu'un lit de charbon actif anti-odeur.
Selon un autre aspect de l'invention et comme on le voit sur la figure 5, le moyen de distribution 15 est principalement réalisé sous la forme d'une canule 18 amovible et stérilisable reliant l'intérieur du récipient 1 à un robinet de distribution 19 par l'intermédiaire d'un tuyau de raccordement 20 ou analogue.
Un opercule 1 '" perçable, par exemple une vignette en aluminium thermocollée peut être utilisée pour sceller le récipient 1, ledit opercule l'" étant transpercé par la canule 18 lors de la mise en place du récipient 1 dans le dispositif de l'invention (cf. figure 3).
A titre d'exemple non limitatif, on a représenté schématiquement sur la figure 5, un robinet 19 simplifié pouvant être actionné manuellement par l'intermédiaire d'un bouton poussoir et d'un mécanisme conventionnel à ressort dont le fonctionnement ressort directement de ladite figure 5. Avantageusement, la canule 18 perforant le bouchon du récipient 1, l'arrivée d'air externe 16, le tuyau de raccordement 20 et le robinet de distribution 19 sont réalisés de manière amovible de façon à pouvoir être facilement nettoyés et désinfectés (par exemple à l'eau bouillante).
Le dispositif selon l'invention est encore caractérisé en ce que l'enceinte 2 fermée présente, dans sa paroi, au moins une ouverture 21 pour le passage d'un tuyau d'écoulement prévu pour le transport du contenu du récipient 1, notamment une ouverture 21 pour le tuyau de raccordement 20, un moyen de service 22 du produit coulant contenu dans le récipient 1 étant monté sur la paroi extérieure ou à proximité de ladite enceinte 2.
Enfin, la présente invention a également pour objet un récipient 1 pour produit coulant, notamment une bouteille en matière synthétique, et plus particulièrement en PET, destiné à être utilisé avec le dispositif selon la variante de la figure 2, caractérisé en ce qu'il présente sur sa partie formant corps l', un bourrelet 11 latéral externe présentant une zone de surface extérieure de section sensiblement en forme de Ω formant une seule pièce avec ledit corps 1 ' dudit récipient 1.
De préférence, ledit bourrelet 11 est orienté de manière sensiblement verticale, de manière sensiblement parallèle à l'axe longitudinal vertical dudit récipient 1 (cf. figure 3).
Avantageusement, ledit bourrelet 11 est, en outre, réalisé sous la forme d'un organe ou poignée intégré de préhension, de manipulation et/ou de transport dudit récipient 1.
Le dispositif de la présente invention est plus particulièrement adapté au refroidissement de boissons, de préférence de l'eau minérale et encore plus préférentiellement de l'eau minérale plate ou faiblement carbonatée (taux inférieur à environ 6 g de C02/litre) mais peut également convenir, le cas échéant sous réserve de simples modifications de routine, à la distribution de toutes sortes de boissons, gazeuses ou non, alcoolisées ou non, voire de produits plus visqueux ou pâteux pouvant nécessiter une réfrigération (sauces, condiments...), par exemple dans les restaurants d'entreprise, les cantines scolaires, etc.
Le dispositif de refroidissement à éléments thermoélectriques 3 à effet Peltier agit par l'intermédiaire de l'élément 5 dont la forme de profilé à section sensiblement en I garantit une efficacité optimale lors de la transmission du différentiel de température généré par ledit ou lesdits éléments thermoélectriques 3.
Les différents moyens additionnels (enveloppe 9, complémentarité de forme de la plaque surfacique 8 avec le récipient 1, anneau souple 12, surpression) permettent d'offrir une gamme de moyens efficace capables d'optimiser le contact et donc l'échange thermique (le refroidissement, maintien à température, voire réchauffage) entre la surface du récipient 1 contenant le produit dont on désire contrôler la température et la plaque surfacique 8 de l'élément thermoélectrique 3 à effet Peltier
(source froide ou chaude) apte à retirer ou apporter des calories par gradient de température et diffusion. Dans ce dernier cas, des calories seront transférées audit récipient 1 à partir de l'élément 5 à la place des frigories.
Le dispositif de la présente invention permet ainsi de transférer le froid (chaud) généré sans passer par un réservoir intermédiaire, le contact intime entre le récipient 1 et la source froide (chaude) étant assuré même dans les cas ou ledit récipient 1 présente une surface externe de son corps 1 ' non plane comme c'est souvent le cas pour des bouteilles en polyester (par exemple en PET) qui sont généralement munies d'anneaux ou bourrelets B périphériques de renfort et/ou de motifs décoratifs M ou permettant un compactage de ladite bouteille une fois vidée de son contenu.
Le dispositif selon l'invention peut être alimenté électriquement par simple branchement sur le secteur ou à une source d'énergie mobile (batterie, capteur solaire, groupe électrogène). De préférence, un moyen d'inversion de la polarité de l'alimentation des éléments thermoélectriques 3 sera prévu si l'on désire également pouvoir chauffer plutôt que de seulement refroidir le contenu du récipient 1.
La régulation de la température est contrôlée de manière connue en soi par un système de thermostat classique comprenant par exemple, un capteur 23 de température qui est en contact avec le récipient 1 à réfrigérer et qui transmet un signal à un organe 24 de régulation conventionnel agissant sur le ou les éléments thermoélectriques 3 selon un schéma classique de régulation en boucle (figure 2).
Pour un dispositif de refroidissement particulièrement simple et économique, on peut par exemple prévoir que l'organe 24 de régulation déclenche le fonctionnement d'un élément Peltier dès que le capteur 23 mesure une température supérieure à une valeur consigne prédéterminée pré-réglable ou pré-programmable (version incluant une platine électronique). Des dispositifs de sécurité standards, par exemple contre une éventuelle surchauffe ou pour un arrêt en cas de récipient 1 vide etc., peuvent également être prévus.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif de refroidissement et/ou de maintien au froid d'un récipient (1) contenant un produit coulant, en particulier un liquide alimentaire, essentiellement constitué d'une part, par une enceinte (2) fermée, thermiquement isolée, destinée à contenir ledit récipient (1), par au moins un élément thermoélectrique (3) à effet Peltier monté sur la face extérieure de la paroi de ladite enceinte (2) et communiquant avec le milieu intérieur de ladite enceinte (2) par l'intermédiaire d'un moyen de transfert de frigories (4), caractérisé en ce que le moyen de transfert de frigories (4) est réalisé sous la forme d'un élément (5) profilé de section sensiblement en forme de I dont la première extrémité surfacique extérieure (6) est en contact avec le ou les éléments thermoélectriques (3) à effet Peltier et dont la seconde extrémité surfacique intérieure (7) est réalisée sous la forme d'une portion de plaque surfacique (8) élaborée dans un matériau thermiquement conducteur et destinée à venir en contact avec une portion de la surface externe formant paroi dudit récipient (1) à refroidir pour un contact intime avec ledit récipient (1) sur une partie suffisante de ladite surface extérieure de ce dernier.
2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une poche ou enveloppe (9) souple renfermant une substance plastiquement déformable et thermiquement conductrice est rapportée sur ladite plaque surfacique (8), la conformation de ladite enveloppe (9) étant adaptée aux dimensions et à la forme du récipient (1) destiné à être reçu dans ladite enceinte (2).
3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la substance plastiquement déformable contenue dans ladite enveloppe (9) est un liquide eutectique, de préférence alimentaire, dont la température de congélation est inférieure à environ 10°C, par exemple un sel ou un mélange de sels en solution aqueuse.
4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de plaque surfacique (8) est réalisée sous la forme d'un profilé (10) dont la section est sensiblement en forme de Ω, l'espace intérieur dudit Ω étant destiné à venir en contact avec un bourrelet externe (11) présent sur la paroi externe du récipient (1), ledit profilé (10) et ledit bourrelet (11) étant de formes complémentaires pour un contact intime sur la zone ainsi définie entre le récipient (1) et ladite plaque surfacique (8).
5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de plaque surfacique (8) est réalisée sous la forme d'un anneau souple aplati (12) constitué d'un ruban ou d'une succession de rubans de clinquants (13) disposés côte-à-côte et dont la surface aplatie (14) globale générée proche du récipient (1) est adaptée aux dimensions et à la forme du récipient (1) destiné à être reçu dans ladite enceinte (2) pour un contact intime avec ledit récipient (1) sur une partie suffisante de la surface extérieure de ce dernier.
6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ou les clinquants (13) sont réalisés en laiton.
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le récipient (1) est une bouteille ou bonbonne dont le corps (1') au moins est réalisé en une matière synthétique déformable et présentant un goulot (1") sur lequel est monté un moyen de distribution (15) du produit coulant contenu dans ledit récipient (1).
8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient est positionné avec son goulot (1") en bas dans ladite enceinte (2), l'écoulement du produit coulant contenu dans ledit récipient (1) à travers le moyen de distribution (15) se faisant principalement par gravité.
9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de distribution (15) présente une arrivée d'air externe (16) séparée compensant le volume de produit coulant écoulé du récipient (1). 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'arrivée d'air externe (16) est alimentée en air comprimé avec une surpression, par rapport à la pression atmosphérique, comprise entre 0,1 et 0,3 bar (104 à 3.104 Pa).
11) Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'un moyen de filtration (17) de l'air externe est prévu en amont du récipient (1), par exemple en amont ou au niveau du moyen de distribution (15).
12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de filtration (17) est réalisé sous la forme d'un filtre à cartouche associant un filtre microbiologique ainsi qu'un lit de charbon actif antiodeur. 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que le moyen de distribution (15) est principalement réalisé sous la forme d'une canule (18) amovible et stérilisable reliant l'intérieur du récipient (1) à un robinet de distribution (19) par l'intermédiaire d'un tuyau de raccordement (20) ou analogue.
14) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (2) fermée présente, dans sa paroi, au moins une ouverture (21) pour le passage d'un tuyau d'écoulement prévu pour le transport du contenu du récipient (1), notamment une ouverture (21) pour le tuyau de raccordement (20), un moyen de service (22) du produit coulant contenu dans le récipient (1) étant monté sur la paroi extérieure ou à proximité de ladite enceinte (2).
15) Récipient pour produit coulant, notamment une bouteille en matière synthétique, et plus particulièrement en PET, destiné à être utilisé avec le dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il présente sur sa partie formant corps (1'), un bourrelet (11) latéral externe présentant une zone de surface extérieure de section sensiblement en forme de Ω formant une seule pièce avec ledit corps (1 ') dudit récipient (1).
16) Récipient selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit bourrelet (11) est orienté de manière sensiblement verticale, de manière sensiblement parallèle à l'axe longitudinal vertical dudit récipient (1).
17) Récipient selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit bourrelet (11) est, en outre, réalisé sous la forme d'un organe ou poignée intégré de préhension, de manipulation et/ou de transport dudit récipient (1).
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