WO2006090038A1 - Dispositif distributeur de produit et procede de refrigeration - Google Patents

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WO2006090038A1
WO2006090038A1 PCT/FR2006/000187 FR2006000187W WO2006090038A1 WO 2006090038 A1 WO2006090038 A1 WO 2006090038A1 FR 2006000187 W FR2006000187 W FR 2006000187W WO 2006090038 A1 WO2006090038 A1 WO 2006090038A1
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WO
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product
dispensing device
evaporator
cavity
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/FR2006/000187
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English (en)
Inventor
Pierre Jeuch
Lionel Frantz
Fadi Khairallah
Original Assignee
Thermagen, Sa
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Filing date
Publication date
Application filed by Thermagen, Sa filed Critical Thermagen, Sa
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Priority to JP2007555656A priority patent/JP2008531246A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/006—Other cooling or freezing apparatus specially adapted for cooling receptacles, e.g. tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2331/00—Details or arrangements of other cooling or freezing apparatus not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2331/80—Type of cooled receptacles
    • F25D2331/806—Dispensers

Definitions

  • the present invention relates to a product dispensing device, for example viscous product such as care creams or hygiene for example.
  • the invention relates to a refrigerated product dispensing device, that is to say a dispensing device that allows to cool a controlled amount of product just before its expulsion for use by a consumer.
  • Such hygiene, care or treatment product dispensing devices generally comprise a device of the manual pump type which allows the delivery of a small controlled quantity of product contained in a reservoir.
  • These pump devices generally include two check valves, such as ball valves, to control the admission and expulsion of the product into a cavity provided with a manually operated piston.
  • the known self-cooling package cools all of the product it contains and it is recommended to keep the unused product after the quenching effect in the refrigerator.
  • the known self-cooling package does not deliver the cooled product by expulsion small controlled quantities.
  • US-A-4,802,343 discloses a beverage refrigeration device comprising a refrigeration cavity through which the beverage flows during consumption. This device does not include means for expelling a controlled amount of refrigerated product but simply a conduit flowing the product through the refrigeration cavity. In addition, the device described does not allow to turn on and off repeatedly the cooling of a given amount of product.
  • US-A-6,688,132 discloses a refrigeration system for a transport container. The system includes a coolant flow restrictor for controlling refrigeration power by a controlled supply of coolant from a tank external to the evaporator. The system described in this patent is intended to provide refrigeration over a long period of time and does not allow the refrigeration of controlled quantities of products expelled after cooling.
  • the present invention provides a product dispenser comprising a refrigeration cavity adapted to receive the product to be dispensed to cool just before its expulsion for use by a consumer.
  • the invention relates to a product dispensing device comprising:
  • a refrigeration cavity adapted to receive the product to be dispensed; a heat exchanger forming a wall of the refrigeration cavity;
  • the dispensing device further comprises one or more of the following characteristics: a reservoir of product to be refrigerated and means of admission of the product into the refrigeration cavity;
  • a non-return valve between the refrigeration cavity and an expulsion zone external to the cavity; a pallet movable in translation in the refrigeration cavity;
  • the expulsion means of the product comprise: a fixed pallet forming a wall of the refrigeration cavity;
  • the expulsion means of the product also constitute the product admission means and a first pallet is integral with the heat exchanger, a second pallet is integral with the product reservoir and the moving assembly is adapted to cause relative movement between the product tank and the heat exchanger.
  • the cooling means comprise an element
  • the cooling means comprise:
  • an evaporator adapted to receive a cooling liquid and its vapor, a wall of the evaporator forming the heat exchanger; a reservoir containing means for pumping by adsorption of said vapor of the refrigerant liquid;
  • the dispensing device further comprises one or more of the following characteristics: the cooling means are activated by opening the connection between the evaporator containing the coolant and the pumping tank;
  • the cooling means are stopped by closing the connection between the evaporator containing the coolant and the pumping tank;
  • a valve is adapted to close said connection, a spring and a pressure member being adapted to each constrain the valve respectively in one of the open or closed positions of the end of the communication tube;
  • the cooling means are activated and stopped by introducing a controlled quantity of coolant into the evaporator;
  • the wall of the evaporator forming the heat exchanger is at least partially covered with a hydrophilic porous layer
  • the evaporator comprises a coolant baffle
  • the cooling means of the heat exchanger are activated by the product inlet means in the refrigeration cavity;
  • the cooling means of the heat exchanger are activated by deformation of a wall member adapted to create an opening between the evaporator containing the coolant and the pumping tank;
  • the invention also relates to a method of refrigerating a product to be dispensed, comprising the steps of:
  • the filling of the refrigeration cavity with the product to be dispensed is carried out by admission of product from a product tank to be refrigerated.
  • the activation of the cooling means is triggered by the admission of product into the refrigeration cavity.
  • FIG. 1 a diagram of a product dispensing device according to a first embodiment
  • FIG. 2 a diagram illustrating the cooling of the product dispensing device of FIG. 1;
  • FIG. 3 a diagram illustrating the admission and expulsion of product of the product dispensing device of Figure 1;
  • FIG. 4 a diagram of a product dispenser according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 6a a diagram of a product dispenser according to a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 6b a diagram illustrating the admission and expulsion of product from the product dispensing device of FIG. 6a;
  • FIG. 7 a diagram of a product dispenser according to a fifth embodiment of the invention.
  • the product dispensing device according to the invention is described with reference to FIG.
  • Figure 1 shows a refrigeration cavity 10 which can receive a product to be dispensed.
  • the product can be placed in the refrigeration cavity during the marketing of the dispenser, as will be described more fully with reference to Figure 6, or be admitted into the refrigeration cavity just before cooling and expulsion for use.
  • the product to be dispensed may be viscous, that is, the product has a certain resistance to flow. It can be a cosmetic or medical care cream or a food product.
  • the dispensing device according to the invention can also be used for liquid products, such as sera, in particular if they are to be used in small amounts.
  • FIG. 1 also shows a heat exchanger 25 forming a wall of the refrigeration cavity 10.
  • the heat exchanger 25 is cylindrical and the refrigeration cavity 10 is delimited by two coaxial cylinders, the inner cylinder being constituted by the heat exchanger 25.
  • the heat exchanger may, however, have any other suitable form, for example flat, with a cavity of rectangular shape, as illustrated in FIG. 7.
  • Figure 1 also shows cooling means of the heat exchanger.
  • these cooling means are based on a method of evaporative cooling adsorption, the principle of which consists in evaporating a liquid under the effect of a depression maintained by adsorption of the vapors of said liquid.
  • the cooling means of the product dispenser of FIG. 1 comprise an evaporator 20 adapted to receive a cooling liquid and its vapor and a reservoir 30 containing means for pumping by adsorption of said vapor of the cooling liquid, for example a block desiccant as described in the patent application EP-AI 297287.
  • a connection 40 between the evaporator 20 and the pumping tank 30 is provided in order to allow the adsorption of the vapors of the coolant and thus the cooling of the exchanger thermal 25 and therefore the product contained in the refrigeration cavity 10.
  • the heat exchanger 25 forms a common wall to the evaporator 20 and the refrigeration cavity 10.
  • Figure 1 further shows a tank 50 of product to be refrigerated.
  • This reservoir 50 contains the care product, hygiene or other, to distribute.
  • a controlled amount of product is introduced into the refrigeration cavity 10 to be cooled before being forced out for use.
  • the refrigerated product dispensing device according to the invention thus comprises means for admitting the product to be refrigerated in the refrigeration cavity 10 and means for expelling the refrigerated product from said cavity which will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • a non-return valve 5 may be provided between the product reservoir 50 and the refrigeration cavity 10 to prevent any discharge of refrigerated product from the cavity 10 to the reservoir 50.
  • a non-return valve 6 may also be provided between the cavity 10 and an external expulsion zone to the cavity to prevent an air intake into the refrigeration cavity during the suction of the product to be refrigerated in said cavity.
  • Fig. 1 the cooling reaction is activated and controlled by introducing coolant into the evaporator 20.
  • Fig. 2 illustrates in more detail the cooling control according to this first embodiment.
  • the evaporator 20 and the pumping tank 30 are in an open connection, the assembly being kept under vacuum.
  • the vacuum in the evaporator 20 is less than 1mbar at 23 ° C.
  • a flexible tube 61 connects a coolant reservoir 60, containing water for example, to the evaporator 20.
  • This tube 61 passes through a peristaltic pump 65 for delivering a controlled amount of liquid by smoothly.
  • the tube 61 is gripped by rollers 66 against an external cylindrical bore (FIG. 2) or against an internal cylinder (FIG. 1); the rotation of the rollers causes the liquid included in the tube 61 between two rollers.
  • the liquid reservoir 60 is in direct communication with the evaporator 20 because there is always at least one roller 66, and preferably two rollers, which seal the connection by crushing the tube 61.
  • the evaporator 20 contains a deflector 22 which deflects the jet of liquid water towards the walls forming the heat exchanger 25 covered with a hydrophilic porous layer 21.
  • This water by evaporating, cools the exchanger 25 and the product contained in the refrigeration cavity 10 in contact with the exchanger. Cooling is thus triggered by introduction of coolant into the evaporator 20 and stopped when all the vapors of the coolant have been adsorbed.
  • the peristaltic pump 65 is therefore dimensioned with an internal diameter of the tube 61, a number of rollers 66 and a spacing between the rollers corresponding to a given quantity of water necessary for the proper cooling of the volume of the refrigerating cavity 10.
  • the activation of the cooling is provided by a movable assembly 70, in rotation in the mode of Figure 1, which drives the rollers 66 against the tube 61 wound on the walls of the fixed liquid reservoir 60.
  • the product dispensing device is adapted to cool a given amount of product, then to expel this cooled product to the outside for use.
  • FIG. 3 illustrates in detail a possible embodiment for the admission of a controlled quantity of product into the refrigeration cavity and for its expulsion after cooling.
  • FIG. 3 shows in cross section the product reservoir 50, the refrigeration cavity 10, and the evaporator 20 and the heat exchanger 25 forming a common wall between the evaporator 20 and the refrigeration cavity 10.
  • FIG. also shows the non-return valves 5 and 6 respectively between the product tank 50 and the refrigeration cavity 10 and between the refrigeration cavity 10 and an expulsion zone 55 of the cooled product.
  • Figure 3 also shows means of admission and expulsion of the product.
  • these admission and expulsion means comprise a fixed pallet 11 and a movable pallet 12 arranged in the refrigeration cavity 10.
  • a first pallet for example the fixed pallet 11, is integral. of the heat exchanger 25.
  • a second pallet for example the movable pallet 12, is integral with the product tank 50.
  • the product tank 50 is movable relative to the heat exchanger 25. More specifically, the product tank 50 is rotatable relative to the refrigerating cavity 10 and the evaporator 20 which remain fixed.
  • the movable pallet 12 integral with the reservoir moves in said cavity 10.
  • the volume of the refrigeration cavity 10 is thus delimited by a wall common to the reservoir 50, a common wall with the evaporator 20 constituting the heat exchanger 25, and the fixed pallets 11 and mobilel2.
  • the suction of product to be refrigerated from the tank 50 to the refrigeration cavity 10 is carried out as follows.
  • the use of the terms right, left and trigonometric direction is made with reference to FIG. 3 and is not limiting to the implementation of the invention.
  • the movable pallet 12 When the cavity 10 is empty of product, the movable pallet 12 is substantially in abutment against the right side of the fixed pallet 11.
  • the tank 50 is rotated in the anti-trigonal direction.
  • the movable pallet 12 secured to the tank is then driven away from the fixed pallet 11.
  • the vacuum created between the two pallets 11, 12 opens the non-return valve 5 between the tank 50 and the refrigeration cavity 10
  • the product is thus sucked into the cavity 10 in the gap between the two pallets 11, 12.
  • the refrigeration cavity 10 In FIG. 3, the refrigeration cavity 10 is almost full, the mobile pallet 12 being almost in abutment against the left side of the fixed pallet 11.
  • a controlled quantity of product can thus be cooled by the dispenser according to the invention, this quantity being defined by the volume of the cavity 10.
  • a vent 7 allows the air trapped in the cavity 10 to escape during this filling operation.
  • the expulsion of the cooled product from the refrigeration cavity 10 is then carried out as follows.
  • the movable pallet 12 is substantially in abutment against the left side of the fixed pallet 11.
  • the tank 50 is rotated in the counterclockwise direction.
  • the movable pallet 12 secured to the tank is then driven and is close to the right side of the fixed pallet 11.
  • the movable pallet 12 then pushes the product, which allows the non-return valve 6 to be opened between the refrigerating cavity 10 and an external expulsion zone 55. Refrigerated product is thus expelled out of the cavity 10 for use by a consumer.
  • the admission of the product, then its expulsion, is ensured by the moving assembly 70 which drives the reservoir 50 in rotation with respect to the refrigeration cavity 10.
  • the admission of the product into the cavity of refrigeration from the tank 50 can thus be coupled with the introduction of water into the evaporator 20 to trigger the cooling reaction.
  • the drive of the mobile assembly 70 can be manual, the user turning the mobile assembly 70 in one direction and then in the other by hand.
  • a thermochromic label can be applied to an outer wall of the refrigeration cavity 10 to indicate to the user that the contents of the cavity are sufficiently cold and ready for use.
  • the drive of the mobile assembly 70 can also be partially manual, the user rotating the mobile assembly 70 to suck the product and trigger the cooling reaction, the reverse rotation of the movable assembly being for example provided by a spring released return of a stop associated with a bimetal (not shown) cooled at the same time as the product to be refrigerated.
  • the stroke of the movable element 70 must be chosen in combination with the arrangement of the rollers 66 of the peristaltic pump 65.
  • the race of the element moving in the anti-trigonometric direction (according to FIG. 3) must be sufficient to introduce into the evaporator 20 all the coolant contained between the mouth of the tube 61 in the water tank 60 and the end roller of the pump 65 of the evaporator side 20.
  • the tube sections between the rollers remain under vacuum until they open on the tank 60 where they fill with coolant for the next use of the device.
  • FIG 4 illustrates another embodiment of the product dispenser according to the invention. Elements identical or similar to Figure 1 have the same reference numbers.
  • Figure 4 shows a refrigeration cavity 10, an evaporator 20 and a reservoir 30 containing desiccants.
  • Figure 4 also shows a reservoir 50 of product to be refrigerated, as well as check valves 5 and 6 between the reservoir 50 and the refrigeration cavity 10 and between said cavity 10 and an expulsion zone.
  • the cooling reaction is also activated and controlled by the introduction of coolant into the evaporator 20.
  • the evaporator 20 and the pumping reservoir 30 are therefore in an open connection, the assembly being kept under vacuum.
  • a coolant reservoir 60 connected to the evaporator 20 by a tube 62 comprising a flow limiter 67.
  • the tube 62 passes through a closure assembly 63, 64, for example constituted by a bowl 63 adapted to receive a boss 64.
  • the activation and the stopping of the cooling are driven by a movable assembly 70 in translation which drives the boss 64 out of, respectively into, the bowl 63 to release, respectively pinch, the tube 62.
  • the tube is pinched, the evaporation reaction is stopped by shortage of coolant when it has finished being evaporated and pumped.
  • the cooling reaction can by adsorption of the vapors of the coolant introduced by the tube 62 through the
  • the flow limiter makes it possible to limit the quantity of refrigerant liquid introduced to ensure adequate cooling of the quantity of product to be refrigerated.
  • the moving assembly 70 When the cavity 10 is empty of product, the moving assembly 70 is driven into a bore 71 of the distributor device delimiting the refrigeration cavity 10.
  • the volume of the cavity 10 is therefore delimited by a common wall with the evaporator 20 forming the exchanger thermal, an outer wall, a bottom forming a fixed pallet 11 and the bottom of the movable assembly constituting a movable pallet 12 in the cavity 10.
  • the movable assembly 70 is raised and the vacuum created between the fixed pallet 11 and movable 12 allows to open the non-return valve 5 between the tank 50 and the refrigeration cavity 10; and the product can thus be sucked into the cavity 10.
  • the refrigeration cavity 10 is full, the moving assembly 70 being in abutment in the high position.
  • a controlled quantity of product can thus be cooled by the dispenser according to the invention, this quantity being defined by the volume of the cavity 10.
  • the moving assembly 70 When the cavity 10 is full of product, the moving assembly 70 is above the cavity. Once the cooling reaction has been completed, the moving assembly 70 is pushed down and then pushes the product, which makes it possible to open the non-return valve 6 between the refrigeration cavity 10 and an external expulsion zone . Refrigerated product is thus expelled out of the cavity 10 for use by a consumer.
  • the admission of the product, then its expulsion, are provided by the movable assembly 70 driving the mobile pallet 12 in translation relative to the bottom 11 of the refrigeration cavity 10.
  • the admission of the product in the refrigerating cavity from the tank 50 can thus be coupled to the introduction of water into the evaporator 20 to trigger the cooling reaction; the moving assembly 70 drives the boss 64 out of the bowl 63 to release the tube 62 as it is lifted to suck product.
  • the expulsion of the product from the refrigeration cavity 10 can be coupled with the cessation of the cooling reaction; the moving assembly 70 drives the boss 64 into the bowl 63 to pinch the tube 62 as it is depressed to expel the product.
  • the cooling reaction does not stop itself when the water introduced into the evaporator 20 has been evaporated and pumped, or ultimately when the liquid reservoir refrigerant 60 is emptied but it it is impossible to cool new doses of product. Indeed, when the shutter assembly 63, 34 is open, the evaporator 20 is in direct connection with the coolant reservoir 60 and the cooling reaction is stopped only when this connection is closed by closing the valve. shutter assembly 63, 64.
  • a consumer can therefore extend the cooling reaction if he wishes to receive a dose of particularly cold product, but there is a risk of inattention of the consumer who would forget the mobile assembly 70 in the up position (With reference to Figure 4) which could lead to start, or empty, the reservoir 60 and reduce the number of doses of product that can be cooled just before expulsion. It should be noted that the dispenser still operates to deliver product as long as the product reservoir 50 contains, even if the doses can no longer be cooled.
  • thermochromic label on an outer wall of the refrigeration cavity 10 may indicate to the consumer that the dose of product is ready for use.
  • the moving assembly 70 can also be driven downwards in the closed position of the closure assembly 63, 64 by a return spring released from an abutment associated with a bimetallic strip cooled at the same time as the product.
  • Figure 5 illustrates another embodiment of the product dispenser according to the invention. Elements identical or similar to Figure 1 have the same reference numbers. The use of the terms up, down, above and below is made with reference to FIG. 5 and is not limiting to the implementation of the invention.
  • Figure 5 shows a refrigeration cavity 10, an evaporator 20 with a heat exchanger 25 forming a common wall between the evaporator 20 and the refrigeration cavity 10, and a reservoir 30 containing desiccants.
  • Figure 5 also shows check valves 5 and 6 between the reservoir 50 and the refrigeration cavity 10 and between said cavity 10 and an expulsion zone.
  • the cooling reaction is activated and controlled by opening and closing the connection between the evaporator 20 and the pumping tank 30.
  • the evaporator 20 contains coolant and the vapors of said liquid, in particular the evaporator is not connected to a coolant reservoir as in the embodiments described above.
  • the connection between the evaporator 20 and the pumping tank 30 containing desiccants can be opened and closed, the assembly being kept under vacuum.
  • the saturated vapor pressure in the evaporator 20 is less than 30 mbar and the pressure in the pumping tank is less than 1 mbar at 23 ° C.
  • the evaporator 20 and the Pumping tank 30 When the connection between the evaporator 20 and the Pumping tank 30 is opened, the vapors of the coolant are immediately pumped by the desiccant contained in the pumping tank, then causing cooling of the evaporator and therefore of the heat exchanger 25 which constitutes a wall of the evaporator. A certain amount of coolant is also evaporated when pumping vapors of said liquid contained in the evaporator. Thus, when the connection between the evaporator 20 and the pumping tank 30 is closed, the evaporator 20 still contains coolant and vapors of said liquid.
  • the amount of refrigerant liquid placed in the evaporator is calculated for an evaporation of about 0.2 ml per dose to be cooled, a dose containing about 5 ml of product.
  • the total amount of coolant contained in the evaporator therefore depends on the size of the product reservoir 50 associated with the dispensing device.
  • the link 40 between the evaporator 20 and the pumping tank 30 comprises a communication tube 41 opening on one side into the pumping tank 30 and on the other side into the evaporator 20, preferably at the top of the evaporator, i.e. above the coolant; thus only the vapors of the liquid can normally penetrate into the tube 41.
  • the end of the tube 41 opening into the evaporator 20 is closed off by a valve 42 with a seal 43 ensuring a seal with the pump reservoir when the connection is closed, for example an elastomer O-ring.
  • the valve 42 is actuated in opening, to open the connection between the evaporator 20 and the pumping tank 30, by a spring 44 bearing on the tube 41 or on walls of the pumping tank. At rest, the spring 44 acts on the valve 42 to release the end of the tube 41 and allow the adsorption of the vapors of the coolant.
  • the valve 42 is actuated in closing, to close the connection between the evaporator 20 and the pumping tank 30, by a pressure screw 45 adapted to push the valve 42 F against the stress of the spring 44.
  • a pressure screw 45 adapted to push the valve 42 F against the stress of the spring 44.
  • the pressure screw 45 deforms the upper wall of the evaporator 20, shaped dome in the absence of stress; and a guide rod 46 extends between this upper wall and the valve 42 to transmit the deformation of the wall of the evaporator to the valve.
  • the guide rod 46 can pass through the valve 42 and extend into the tube of communication 41 between the turns of the spring 44 and into the pumping tank 30 to maintain the valve 42 well centered on the tube 41 and coaxial with the opening of the pumping tank 30 and the top of the dome deformed by the pressure screw 45.
  • the pressure screw 45 can be driven by a moving assembly 70.
  • the moving assembly 70 can be rotated around the evaporator 20 and the refrigerating cavity 10 which remain fixed.
  • the moving assembly 70 drives the pressure screw 45 through a thread in a first direction to withdraw from the dome of the evaporator 20 and release the pressure exerted on the valve 42 against the spring 44 to initiate the cooling reaction and in the other direction to drive the dome and push the valve against the end of the tube 41 to stop the cooling reaction.
  • FIG. 5 also shows a deflector 20 disposed in the evaporator 20 and a hydrophilic layer 21 covering the inner wall of the evaporator 20 forming the heat exchanger 25.
  • the hydrophilic layer makes it possible to distribute cooling liquid along the wall heat exchange 25 to enhance the evaporation and therefore the cooling on this area.
  • the deflector does not have the function of diverting a jet of water against the heat exchanger as in the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 4, but makes it possible to prevent the droplets of coolant droplets directly into the heat exchanger.
  • the pumping force of the coolant vapors may be such that drops of liquid may be entrained in the desiccant and limit its adsorption capacity. It is therefore necessary to provide a baffle which allows the vapors of the coolant to be pumped to pass and returns the drops of liquid to the bottom of the evaporator.
  • Such a deflector is described in the patent application EP-A-I 448290.
  • FIG. 5 the admission and the expulsion of the product into and out of the refrigeration cavity are carried out in a manner similar to that described with reference to FIG. 3.
  • a fixed pallet and a movable pallet (not visible on the section of Figure 5 because merged with the section of the refrigeration cavity) are disposed in the refrigeration cavity 10.
  • a dose of product is sucked into the refrigeration cavity from the product reservoir 50 by rotation of the movable pallet clearing a gap between the two pallets; and this dose, once cooled, is expelled out of the refrigeration cavity by rotation of the movable pallet in the opposite direction which pushes the product out of the cavity.
  • the admission of the product, then its expulsion, is ensured by a mobile assembly 70 driving the movable pallet secured to the reservoir 50 in rotation with respect to the fixed pallet secured to the heat exchanger 25 in the cavity refrigeration 10.
  • the admission of the product into the refrigeration cavity from the reservoir 50 can thus be coupled to the movement of the valve 42 to open the connection between the evaporator 20 and the desiccant reservoir 30 to trigger the cooling reaction; the moving assembly 70 simultaneously drives the moving vane to suck product and the pressure screw 45 to release the valve 42 from the reaction stress to the spring 44 which then moves the valve away from the end of the communication tube 41.
  • the expulsion of the product from the refrigeration cavity 10 may be coupled with the cessation of the cooling reaction; the moving assembly 70 simultaneously drives the movable pallet to expel the product and the set screw to push the valve 42 against the end of the communication tube 41.
  • the pressure screw 45 or any similar element adapted to act on the position of the valve 42 relative to the end of the communication tube 41, can be driven by a movable assembly in translation as shown in Figure 4 with an admission and expulsion of the product in and out of the cavity of refrigeration 10 coupled to this translational movement.
  • the cooling reaction does not stop by itself when the water introduced into the evaporator 20 has been evaporated and pumped, or ultimately when all the coolant has been evaporated and adsorbed but it is impossible to cool new doses of product. Indeed, when the pressure screw 45 is positioned with the valve 42 open, the coolant vapors contained in the evaporator 20 are pumped continuously until the valve 42 is closed.
  • thermochromic label on an outer wall of the refrigeration cavity 10 may indicate to the consumer that the dose of product is ready for use.
  • the mobile assembly 70 can also be driven in the closed position, that is to say the depression of the screw 45 to close the valve 42 by a return spring released from a stop associated with a mechanical time delay, by example a bimetallic cooled at the same time as the product.
  • Figures 6a and 6b illustrate another embodiment of the product dispenser according to the invention. Elements identical or similar to Figure 1 have the same reference numbers.
  • Figure 6a shows a refrigeration cavity 10, an evaporator 20 with a heat exchanger 25 forming a common wall between the evaporator 20 and the refrigeration cavity 10, and a reservoir 30 containing desiccants.
  • the evaporator 20 contains coolant and the vapors of said liquid, in particular the evaporator is not connected to a coolant reservoir as for the embodiments of Figures 1 to 4; and the cooling reaction is activated by opening the connection 40 between the evaporator 20 containing the coolant and the pumping tank 30.
  • the cooling reaction is not stopped by the consumer but terminates on its own when all the coolant contained in the evaporator 20 has been evaporated and adsorbed.
  • the dispensing device according to the embodiment of Figures 6a and 6b does not include a product reservoir. Indeed, the. product to cool and then to expel, is already contained in the refrigeration cavity 10..
  • mini-dose is meant a dose of product corresponding to a typical sample dose of about 3 ml, as opposed to the contents of a jar of cream such as the aforementioned ice-source® product which cools about 20 ml. of cream.
  • the expulsion of the cream out of the packaging makes the use much easier, especially for a nomadic application.
  • the invention thus makes it possible to produce a product dispenser device of reduced dimensions, which is less bulky than the ice-source® product.
  • the device of Figure 6a has a diameter of about 25 mm for a length of 100 mm, while the ice-source® pot has a diameter of 8 cm for a height of 5 cm.
  • the cooling of the product contained in the refrigeration cavity 10 is activated by a push rod 47 actuating a non-return valve 42 closing an opening formed between the evaporator 20 and the desiccant reservoir 30.
  • the opening of the valve 42 thus causes the evaporation of the refrigerant liquid contained in the evaporator 20, the vapor of which is pumped by the desiccants, this evaporation thus causing cooling of the evaporator and therefore heat exchange-25 in contact with the refrigeration cavity.
  • Such a mechanism for communicating the evaporator 20 with the pumping tank 30 is described in the patent application EP-AI 481204.
  • the non-return valve 42 is actuated by the push rod 47 transmitting a displacement of at least a portion of the bottom of the pumping tank 30.
  • the bottom of the desiccant reservoir 30 has a deformable zone 80 against which the push rod 47 is in support.
  • the deformable zone 80 is depressed, using a button 81 placed in a cap 82 screwed into the bottom of the envelope of the device according to the invention.
  • the button 81 depresses the deformable zone 80 which drives the rod 47 upwards and pushes the valve 42 to the open position. Screwing the cap 82 to trigger the deformable zone allows triggering effortlessly for the consumer.
  • the deformation of the deformable zone 80 with the finger would require a relatively large effort; it is understood, however, that the deformable zone 80 may be depressed with the finger or with any mechanism other than the cap 82 and the button 81 illustrated.
  • the evaporator 20 does not have a deflector as in FIG. 5, since substantially all the coolant is contained in the hydrophilic porous layer 21 distributed along the wall of the heat exchanger 25; there is therefore no risk of splashing droplets towards the adsorbent. Indeed, given the small amount of product to be refrigerated, about 0.3 ml of water is sufficient. The integration of a deflector remains however possible if necessary.
  • Figure 6b shows a possible embodiment for expelling the product from the refrigeration cavity 10 of the device of Figure 6a.
  • a fixed pallet 11 and a movable pallet 12 are arranged in the refrigeration cavity 10.
  • the fixed pallet 11 is integral with the heat exchanger 25 and the movable pallet 12 is integral with a movable assembly 70 consisting for example of a cap mobile in rotation on the top of the device envelope.
  • the moving assembly 70 may have an expulsion orifice of the product 72 closed by a stopper 73 clipped or screwed, as shown in Figure 6a.
  • the consumer removes the cap 73 and turns the movable cap 70 which will drive the movable pallet 12.
  • the rotation of the pallet 12 pushes the product out of the cavity 10 through the expulsion orifice 72 where the consumer can collect it.
  • the moving assembly can be driven in translation rather than in rotation, as in the case of what is illustrated figure 4.
  • FIG 7 illustrates another embodiment of the product dispenser according to the invention. Elements identical or similar to Figure 1 have the same reference numbers.
  • Figure 7 shows a refrigerating cavity 10 and a tank 50 of product to be refrigerated, as well as non-return valves 5 and 6 between the tank 50 and the refrigeration cavity 10 and between said cavity 10 and an expulsion zone.
  • Figure 7 also shows a moving assembly 70.
  • the cooling reaction is activated and controlled by a Peltier element 90 connected to a power supply 91.
  • a Peltier element conventionally comprises semiconductor elements between two conductive layers. The circulation of the current leads on the one hand a heat absorption at a layer, called cold face, and on the other hand a release of heat in the other layer, called hot face.
  • the cold face of the Peltier element 90 constitutes a wall of the refrigeration cavity and serves as a plane heat exchanger.
  • the hot face of the Peltier element 90 may be placed in contact with a heat sink 92, for example a water tank to keep the hot face at room temperature.
  • a heat sink 92 for example a water tank to keep the hot face at room temperature.
  • the mobile assembly 70 When the cavity 10 is empty of product, the mobile assembly 70 is driven into a bore 71 of the dispensing device defining the refrigerating cavity 10.
  • the volume of the cavity 10 is therefore delimited by a wall common with the Peltier element 90 forming heat exchanger 25, the bore 71, a bottom forming a fixed pallet 11 and the bottom of the movable assembly constituting a movable pallet 12 in the cavity 10.
  • the movable assembly 70 is raised and the vacuum created between the fixed pallets 11 and mobile 12 makes it possible to open the non-return valve 5 between the tank 50 and the refrigeration cavity 10; product can thus be sucked into the cavity 10.
  • the refrigerating cavity 10 is full, the movable assembly 70 being in abutment in the high position.
  • a controlled quantity of product can thus be cooled by the dispenser according to the invention, this quantity being defined by the volume of the cavity 10.
  • the moving assembly 70 When the cavity 10 is full of product, the moving assembly 70 is above the cavity. Once the cooling is completed, the moving assembly 70 is pushed down and then pushes the product, which opens the non-return valve 6 between the refrigeration cavity 10 and an external expulsion zone. Refrigerated product is thus expelled out of the cavity 10 for use by a consumer.
  • the admission of the product, then its expulsion, are provided by the movable assembly 70 driving the mobile pallet 12 in translation relative to the bottom 11 of the refrigeration cavity 10.
  • the admission of the product in the refrigeration cavity from the tank 50 can also be coupled to the activation of the Peltier element 90 to trigger the cooling reaction; the moving assembly 70 is shaped to actuate an on / off switch button 74 which is configured to energize the Peltier element when it is not depressed by the movable member 70.
  • expulsion of the product from the refrigeration cavity 10 may be coupled with stopping of the cooling reaction; the moving assembly 70 depresses the switch 74 to interrupt the energizing of the Peltier element 90 when depressed to expel the product.
  • the cooling by a Peltier element 90 can be associated with another mode of admission and expulsion of the product into and out of the refrigeration cavity 10, for example with a rotating element as described with reference to FIGS. 3, 5 and 6.
  • the present invention is not limited to the embodiments described by way of example; thus, the different modes of cooling and admission / expulsion of the product can be combined with each other differently from the implementations described with reference to the figures.
  • the shape and arrangement of the elements of the dispensing device may vary, in particular the shape and location of the product reservoir relative to the refrigeration cavity.

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Abstract

Un dispositif distributeur de produit comprend une cavité de réfrigération (10) adaptée à recevoir le produit à distribuer avec un échangeur thermique (25) formant une paroi de ladite cavité de réfrigération. Le dispositif comprend aussi des moyens de refroidissement (20, 30) de l'échangeur thermique (25) et des moyens d'expulsion (70) du produit réfrigéré hors de la cavité de réfrigération (10). Le dispositif peut comporter en outre un réservoir (50) de produit à réfrigérer et des moyens d'admission (70) du produit dans la cavité de réfrigération (10). Le distributeur de produit permet de délivrer des petites quantités contrôlées de produit refroidi juste avant expulsion.

Description

DISPOSITIF DISTRIBUTEUR DE PRODUIT ET PROCEDE DE REFRIGERATION
La présente invention se rapporte à un dispositif distributeur de produit, par exemple de produit visqueux tels que des crèmes de soin ou d'hygiène par exemple. En particulier, l'invention concerne un dispositif distributeur de produit réfrigéré, c'est-à-dire un dispositif distributeur qui permette de refroidir une quantité contrôlée de produit juste avant son expulsion pour utilisation par un consommateur.
Il existe de nombreux dispositifs distributeur de produit commercialisés, en particulier pour le lavage des mains. De tels dispositifs distributeur de produit d'hygiène, de soin ou de traitement, comportent généralement un dispositif de type pompe manuelle qui permet la délivrance d'une petite quantité contrôlée de produit contenu dans un réservoir. Ces dispositifs de pompe comportent en général deux clapets anti-retour, tels que des clapets à bille, pour contrôler l'admission et l'expulsion du produit dans une cavité munie d'un piston actionné manuellement.
Par ailleurs, certains soins ou traitements, par exemple cosmétiques ou médicaux, nécessitent d'être appliqués à froid. Pour certains produits, leur efficacité est améliorée s'ils subissent un effet de trempe, c'est-à-dire un refroidissement rapide juste avant leur utilisation.
Il existe ainsi des emballages auto-réfrigérant permettant de refroidir leur contenu juste avant l'utilisation. On peut se référer par exemple au produit cosmétique commercialisé sous le nom ice-source®, dont on peut trouver le descriptif sur le site www.ice-source.com.
Cependant, l'emballage auto-réfrigérant connu refroidit la totalité du produit qu'il contient et il est recommandé de conserver le produit non utilisé après l'effet de trempe au réfrigérateur.
L'effet de trempe n'est alors plus présent lors d'une utilisation ultérieure. De plus, l'emballage auto-réfrigérant connu ne permet pas de délivrer le produit refroidi par expulsion de petites quantités contrôlées.
Par ailleurs, le brevet US- A-4 802 343 décrit un dispositif de réfrigération pour boisson comprenant une cavité de réfrigération à travers laquelle la boisson s'écoule lors de sa consommation. Ce dispositif ne comporte pas de moyens d'expulsion d'une quantité contrôlée de produit réfrigéré mais simplement un conduit faisant couler le produit à travers la cavité de réfrigération. De plus, le dispositif décrit ne permet pas d'activer et d'arrêter à plusieurs reprises le refroidissement d'une quantité donnée de produit. Le brevet US-A-6 688 132 décrit un système de réfrigération pour conteneur de transport. Le système comprend un limiteur du débit de liquide réfrigérant pour contrôler la puissance de réfrigération par une alimentation contrôlée en liquide réfrigérant à partir d'un réservoir externe à l'évaporateur. Le système décrit dans ce brevet est destiné à assurer une réfrigération sur une longue période de temps et ne permet pas la réfrigération de quantités contrôlées de produits expulsées après refroidissement.
Il existe donc un besoin pour un distributeur de produit, permettant de délivrer des petites quantités contrôlées de produit, qui refroidisse le produit juste avant son expulsion.
A cet effet, la présente invention propose un distributeur de produit comprenant une cavité de réfrigération adaptée à recevoir le produit à distribuer pour le refroidir juste avant son expulsion pour utilisation par un consommateur.
Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif distributeur de produit comprenant :
- une cavité de réfrigération adaptée à recevoir le produit à distribuer ; - un échangeur thermique formant une paroi de la cavité de réfrigération ;
- des moyens de refroidissement de Féchangeur thermique ;
- des moyens d'expulsion du produit réfrigéré hors de la cavité de réfrigération. Selon les modes de réalisation, le dispositif distributeur selon l'invention comprend en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - un réservoir de produit à réfrigérer et des moyens d'admission du produit dans la cavité de réfrigération ;
- un clapet anti-retour entre le réservoir de produit et la cavité de réfrigération ;
- un clapet anti-retour entre la cavité de réfrigération et une zone d'expulsion externe à la cavité ; - une palette mobile en translation dans la cavité de réfrigération ;
- une palette mobile en rotation dans la cavité de réfrigération ;
- un échangeur thermique cylindrique ;
- un échangeur thermique plan ;
Selon une caractéristique, les moyens d'expulsion du produit comprennent : - une palette fixe formant une paroi de la cavité de réfrigération ;
- une palette mobile formant une paroi de la cavité de réfrigération ;
- un ensemble mobile adapté à entraîner la palette mobile en mouvement dans la cavité de réfrigération. Selon une caractéristique, les moyens d'expulsion du produit constituent en outre les moyens d'admission du produit et une première palette est solidaire de l'échangeur thermique, une seconde palette est solidaire du réservoir de produit et l'ensemble mobile est adapté à entraîner un mouvement relatif entre le réservoir de produit et l'échangeur thermique. Selon un mode de réalisation, les moyens de refroidissement comprennent un élément
Peltier.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens de refroidissement comprennent :
- un évaporateur adapté à recevoir un liquide réfrigérant et sa vapeur, une paroi de l'évaporateur formant l'échangeur thermique ; - un réservoir contenant des moyens de pompage par adsorption de ladite vapeur du liquide réfrigérant ;
- une liaison entre l'évaporateur et le réservoir de pompage.
Selon les modes de réalisation, le dispositif distributeur selon l'invention comprend en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens de refroidissement sont activés par ouverture de la liaison entre l'évaporateur contenant le liquide réfrigérant et le réservoir de pompage ;
- les moyens de refroidissement sont arrêtés par obturation de la liaison entre l'évaporateur contenant le liquide réfrigérant et le réservoir de pompage ;
- un clapet est adapté à obturer ladite liaison, un ressort et un élément de pression étant adaptés à contraindre chacun le clapet respectivement dans une des positions d'ouverture ou de fermeture de l'extrémité du tube de communication ;
- les moyens de refroidissement sont activés et arrêtés par une introduction d'une quantité contrôlée de liquide réfrigérant dans l'évaporateur ;
- un réservoir de liquide réfrigérant et une pompe péristaltique adaptée à délivrer une quantité contrôlée de liquide réfrigérant dans l'évaporateur ;
- un réservoir de liquide réfrigérant et un ensemble d'obturation et un limiteur de débit adaptés à délivrer une quantité contrôlée de liquide réfrigérant dans l'évaporateur ;
- la paroi de l'évaporateur formant l'échangeur thermique est recouverte au moins partiellement d'une couche poreuse hydrophile ;
- l'évaporateur comprend un déflecteur de liquide réfrigérant ;
- les moyens de refroidissement de l'échangeur thermique sont activés par les moyens d'admission du produit dans la cavité de réfrigération ; - les moyens de refroidissement de l'échangeur thermique sont activés par déformation d'un élément de paroi adapté à créer une ouverture entre l'évaporateur contenant le liquide réfrigérant et le réservoir de pompage ; L'invention concerne aussi un procédé de réfrigération d'un produit à distribuer, comprenant les étapes consistant à :
- remplir une cavité de réfrigération de produit à distribuer, une paroi de la cavité de réfrigération formant un échangeur thermique ;
- activer des moyens de refroidissement de l'échangeur thermique ;
- expulser le produit réfrigéré hors de la cavité de réfrigération. Selon une caractéristique, le remplissage de la cavité de réfrigération avec du produit à distribuer est réalisé par admission de produit depuis un réservoir de produit à réfrigérer.
Selon une caractéristique, l'activation des moyens de refroidissement est déclenchée par l'admission de produit dans la cavité de réfrigération.
Les particularités et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui suit donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et faite en référence aux figures qui montrent :
- figure 1, un schéma d'un dispositif distributeur de produit selon un premier mode de réalisation ; - figure 2, un schéma illustrant le refroidissement du dispositif distributeur de produit de la figure 1 ;
- figure 3, un schéma illustrant l'admission et l'expulsion de produit du dispositif distributeur de produit de la figure 1 ;
- figure 4, un schéma d'un distributeur de produit selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- figure 5, un schéma d'un distributeur de produit selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
- figure 6a, un schéma d'un distributeur de produit selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ; - figure 6b, un schéma illustrant l'admission et l'expulsion de produit du dispositif distributeur de produit de la figure 6a ;
- figure 7, un schéma d'un distributeur de produit selon un cinquième mode de réalisation de l'invention. Le dispositif distributeur de produit selon l'invention est décrit en référence à la figure 1.
La figure 1 montre une cavité de réfrigération 10 qui peut recevoir un produit à distribuer. Le produit peut être placé dans la cavité de réfrigération lors de la commercialisation du distributeur, comme cela sera décrit plus amplement en référence à la figure 6, ou être admis dans la cavité de réfrigération juste avant son refroidissement et son expulsion pour utilisation. Le produit à distribuer peut être visqueux, c'est-à-dire que le produit oppose une certaine résistance à l'écoulement. Il peut s'agir d'une crème de soin cosmétique ou médicale ou d'un produit alimentaire. Le dispositif distributeur selon l'invention peut aussi être utilisé pour des produits liquides, comme des sérums, en particulier si ces derniers doivent être utilisés par petites quantités.
La figure 1 montre aussi un échangeur thermique 25 formant une paroi de la cavité de réfrigération 10. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, l'échangeur thermique 25 est cylindrique et la cavité de réfrigération 10 est délimitée par deux cylindres coaxiaux, le cylindre intérieur étant constitué par l'échangeur thermique 25. L'échangeur thermique .peut cependant présenter toute autre forme appropriée, par exemple plane, avec une cavité de forme rectangulaire, comme cela est illustré sur la figure 7.
La figure 1 montre également des moyens de refroidissement de l'échangeur thermique. Sur la figure 1, ces moyens de refroidissement sont basés sur une méthode de refroidissement par évaporation adsorption, dont le principe consiste à évaporer un liquide sous l'effet d'une dépression entretenue par adsorption des vapeurs dudit liquide. On peut se référer aux demandes de brevet EP-A-I 444938 et EP-A-I 481204 pour la mise en œuvre d'une telle méthode de refroidissement.
En particulier, les moyens de refroidissement du distributeur de produit de la figure 1 comprennent un évaporateur 20 adapté à recevoir un liquide réfrigérant et sa vapeur et un réservoir 30 contenant des moyens de pompage par adsorption de ladite vapeur du liquide réfrigérant, par exemple un bloc de dessicant tel que décrit dans la demande de brevet EP-A-I 297287. Une liaison 40 entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30 est prévue afin de permettre l' adsorption des vapeurs du liquide réfrigérant et ainsi Ie refroidissement de l'échangeur thermique 25 et donc du produit contenu dans la cavité de réfrigération 10. A cet effet, l'échangeur thermique 25 forme une paroi commune à l'évaporateur 20 et à la cavité de réfrigération 10. La figure 1 montre en outre un réservoir 50 de produit à réfrigérer. Ce réservoir 50 contient le produit de soin, d'hygiène ou autre, à distribuer. Une quantité contrôlée de produit est introduite dans la cavité de réfrigération 10 pour y être refroidie avant d'être expulsée vers l'extérieur pour utilisation. Le dispositif distributeur de produit réfrigéré selon l'invention comprend ainsi des moyens d'admission du produit à réfrigérer dans la cavité de réfrigération 10 et des moyens d'expulsion du produit réfrigéré hors de ladite cavité qui seront décrit en détails en référence à la figure 3.
Un clapet anti-retour 5 peut être prévu entre le réservoir de produit 50 et la cavité de réfrigération 10 pour éviter tout refoulement de produit réfrigéré de la cavité 10 vers le réservoir 50. Un clapet anti-retour 6 peut aussi être prévu entre la cavité de réfrigération 10 et une zone d'expulsion externe à la cavité pour éviter une entrée d'air dans la cavité de réfrigération lors de l'aspiration du produit à réfrigérer dans ladite cavité.
Sur la figure 1, la réaction de refroidissement est activée et contrôlée par introduction de liquide réfrigérant dans l'évaporateur 20. La figure 2 illustre de manière plus détaillée le contrôle du refroidissement selon ce premier mode de réalisation.
L'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30 sont en liaison ouverte, l'ensemble étant maintenu sous vide d'air. Typiquement, avant la première réaction de refroidissement, le vide dans l'évaporateur 20 est inférieur à lmbar à 23°C. Ainsi, un liquide introduit dans l'évaporateur 20 sera immédiatement évaporé et pompé par le dessicant contenu dans le réservoir de pompage 30, provoquant alors un refroidissement de l'évaporateur et donc de l'échangeur thermique 25 qui constitue une paroi de l'évaporateur.
Pour contrôler le déclenchement du refroidissement, un tube souple 61 relie un réservoir de liquide réfrigérant 60, contenant de l'eau par exemple, à l'évaporateur 20. Ce tube 61 traverse une pompe péristaltique 65 permettant de délivrer une quantité contrôlée de liquide par à-coups. Le tube 61 est pincé par des galets 66 contre un alésage cylindrique externe (figure 2) ou contre un cylindre interne (figure 1) ; la rotation des galets entraîne le liquide compris dans le tube 61 entre deux galets. A aucun moment le réservoir de liquide 60 est en communication directe avec l'évaporateur 20 car il y a toujours au moins un galet 66, et de préférence deux galets, qui obturent la liaison en écrasant le tube 61. Afin d'améliorer le refroidissement, l'évaporateur 20 contient un déflecteur 22 qui dévie le jet d'eau liquide vers les parois formant l'échangeur thermique 25 recouvertes d'une couche poreuse hydrophile 21. Cette eau, en s'évaporant, refroidit l'échangeur 25 et le produit contenu dans la cavité de réfrigération 10 en contact avec l'échangeur. Le refroidissement est ainsi déclenché par introduction de liquide réfrigérant dans l'évaporateur 20 et stoppé lorsque la totalité des vapeurs du liquide réfrigérant ont été adsorbées. La pompe péristaltique 65 est donc dimensionnée avec un diamètre interne du tube 61, un nombre de galets 66 et un espacement entre les galets correspondant à une quantité d'eau donnée nécessaire au bon refroidissement du volume de la cavité de réfrigération 10.
En référence à la figure 1, l'activation du refroidissement est assurée par un ensemble mobile 70, en rotation dans le mode de la figure 1, qui entraîne les galets 66 contre le tube 61 enroulé sur les parois du réservoir de liquide 60 fixe.
Le dispositif distributeur de produit selon l'invention est adapté à refroidir une quantité donnée de produit, puis à expulser ce produit refroidi vers l'extérieur pour utilisation.
La figure 3 illustre en détail un mode de réalisation possible pour l'admission d'une quantité contrôlée de produit dans la cavité de réfrigération et pour son expulsion après refroidissement.
La figure 3 montre en coupe transversale le réservoir de produit 50, la cavité de réfrigération 10, ainsi que l'évaporateur 20 et l'échangeur thermique 25 formant une paroi commune entre l'évaporateur 20 et la cavité de réfrigération 10. La figure 3 montre aussi les clapets anti-retour 5 et 6, respectivement entre le réservoir 50 de produit et la cavité de réfrigération 10 et entre la cavité de réfrigération 10 et une zone d'expulsion 55 du produit refroidi. La figure 3 montre aussi des moyens d'admission et d'expulsion du produit. Selon le mode de réalisation de la figure 3, ces moyens d'admission et d'expulsion comprennent une palette fixe 11 et une palette mobile 12 disposées dans la cavité de réfrigération 10. Une première palette, par exemple la palette fixe 11, est solidaire de l'échangeur thermique 25. Une seconde palette, par exemple la palette mobile 12, est solidaire du réservoir de produit 50. Le réservoir de produit 50 est mobile par rapport à l'échangeur thermique 25. Plus spécifiquement, le réservoir de produit 50 est mobile en rotation par rapport à la cavité de réfrigération 10 et à l'évaporateur 20 qui restent fixes. Lorsque le réservoir 50 est entraîné en rotation autours de la cavité de réfrigération 10, la palette mobile 12 solidaire du réservoir se déplace dans ladite cavité 10. Le volume de la cavité de réfrigération 10 est ainsi délimité par une paroi commune avec le réservoir 50, une paroi commune avec l'évaporateur 20 constituant réchangeur thermique 25, et les palettes fixe 11 et mobilel2.
Bien que non illustré et plus complexe à mettre en œuvre, on pourrait maintenir le réservoir de produit 50 fixe et faire tourner l'ensemble évaporateur 20 / cavité de refroidissement 10 ; la palette 11 solidaire de l'échangeur thermique 25 serait alors mobile et la palette 12 solidaire du réservoir 50 serait fixe.
L'aspiration de produit à réfrigérer depuis le réservoir 50 vers la cavité de réfrigération 10 est effectuée de la manière suivante. L'utilisation des termes droite, gauche et sens trigonométrique est faite en référence à la figure 3 et n'est pas limitative de la mise en œuvre de l'invention.
Lorsque la cavité 10 est vide de produit, la palette mobile 12 se trouve sensiblement en butée contre le côté droit de la palette fixe 11. Le réservoir 50 est entraîné en rotation, dans le sens anti-trigonornétrique. La palette mobile 12 solidaire du réservoir est alors entraînée et s'éloigne de la palette fixe 11. Le vide créé entre les deux palettes 11, 12 permet d'ouvrir le clapet anti-retour 5 entre le réservoir 50 et la cavité de réfrigération 10. Du produit est ainsi aspiré dans la cavité 10 dans l'intervalle entre les deux palettes 11, 12. Sur la figure 3, la cavité de réfrigération 10 est presque pleine, la palette mobile 12 étant presque en butée contre le côté gauche de la palette fixe 11. Une quantité contrôlée de produit peut ainsi être refroidi par le distributeur selon l'invention, cette quantité étant définie par le volume de la cavité 10. Un évent 7 permet à l'air emprisonné dans la cavité 10 de s'échapper durant cette opération de remplissage.
L'expulsion du produit refroidi hors de la cavité de réfrigération 10 est ensuite effectuée de la façon suivante. Lorsque la cavité 10 est pleine de produit, la palette mobile 12 se trouve sensiblement en butée contre le côté gauche de la palette fixe 11. Une fois la réaction de refroidissement achevée, le réservoir 50 est entraîné en rotation, dans le sens trigonométrique. La palette mobile 12 solidaire du réservoir est alors entraînée et se rapproche du côté droit de la palette fixe 11. La palette mobile 12 pousse alors le produit, ce qui permet d'ouvrir le clapet anti- retour 6 entre la cavité de réfrigération 10 et une zone d'expulsion externe 55. Du produit réfrigéré est ainsi expulsé hors de la cavité 10 pour utilisation par un consommateur.
En référence à la figure 1, l'admission du produit, puis son expulsion, sont assurées par l'ensemble mobile 70 qui entraîne le réservoir 50 en rotation par rapport à la cavité de réfrigération 10. L'admission du produit dans la cavité de réfrigération depuis le réservoir 50 peut ainsi être couplée à l'introduction d'eau dans l'évaporateur 20 pour déclencher la réaction de refroidissement. L'entraînement de l'ensemble mobile 70 peut être manuel, l'utilisateur tournant l'ensemble mobile 70 dans un sens puis dans l'autre à la main. Une étiquette thermochrome peut être appliquée sur une paroi externe de la cavité de réfrigération 10 pour indiquer à l'utilisateur que le contenu de la cavité est suffisamment froid et prêt à l'emploi. L'entraînement de l'ensemble mobile 70 peut aussi être partiellement manuel, l'utilisateur tournant l'ensemble mobile 70 pour aspirer du produit et déclencher la réaction de refroidissement, la rotation inverse de l'ensemble mobile étant par exemple assurée par un ressort de rappel libéré d'une butée associée à un bilame (non représenté) refroidi en même temps que le produit à réfrigérer.
Par ailleurs, comme l'ensemble mobile 70 contrôle aussi le déclenchement de la réaction de refroidissement, la course de l'élément mobile 70 doit être choisie en combinaison avec la disposition des galets 66 de la pompe péristaltique 65. En particulier, la course de l'élément mobile dans le sens anti-trigonométrique (d'après la figure 3) doit être suffisante pour introduire dans l'évaporateur 20 l'ensemble du liquide réfrigérant compris entre l'embouchure du tube 61 dans le réservoir d'eau 60 et le galet d'extrémité de la pompe 65 du côté évaporateur 20. Les sections de tube entre les galets restent sous vide jusqu'à leur ouverture sur le réservoir 60 où elles se remplissent de liquide réfrigérant en vue de l'utilisation suivante du dispositif.
La figure 4 illustre un autre mode de réalisation du distributeur de produit selon l'invention. Les éléments identiques ou similaires à la figure 1 portent les mêmes numéros de référence.
La figure 4 montre une cavité de réfrigération 10, un évaporateur 20 et un réservoir 30 contenant des dessicants. La figure 4 montre aussi un réservoir 50 de produit à réfrigérer, ainsi que des clapets anti-retour 5 et 6 entre le réservoir 50 et la cavité de réfrigération 10 et entre ladite cavité 10 et une zone d'expulsion.
Sur la figure 4, la réaction de refroidissement est également activée et contrôlée par introduction de liquide réfrigérant dans l'évaporateur 20. L'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30 sont donc en liaison ouverte, l'ensemble étant maintenu sous vide. Un réservoir de liquide réfrigérant 60 relié à l'évaporateur 20 par un tube 62 comportant un limiteur de débit 67. Pour contrôler le déclenchement du refroidissement, le tube 62 traverse un ensemble d'obturation 63, 64, par exemple constitué par une cuvette 63 adapté à recevoir un bossage 64.
En référence à la figure 4, l'activation et l'arrêt du refroidissement sont entraînés par un ensemble mobile 70 en translation qui entraîne le bossage 64 hors de, respectivement dans, la cuvette 63 pour libérer, respectivement pincer, le tube 62. Lorsque le tube est pincé, la réaction d'évaporation est stoppée par pénurie de liquide réfrigérant lorsque celui-ci a fini d'être évaporé et pompé. Lorsque le tube est libéré, la réaction de refroidissement peut se dérouler par adsorption des vapeurs du liquide réfrigérant introduit par le tube 62 à travers le
Hmiteur de débit. Le limiteur de débit permet de limiter la quantité de liquide réfrigérant introduit pour assurer un refroidissement adéquat de la quantité de produit à réfrigérer.
Sur la figure 4, l'admission et l'expulsion du produit sont réalisées de la manière suivante. L'utilisation des termes haut, bas, au-dessus et en dessous est faite en référence à la figure 4 et n'est pas limitative de la mise en œuvre de l'invention.
Lorsque la cavité 10 est vide de produit, l'ensemble mobile 70 est enfoncé dans un alésage 71 du dispositif distributeur délimitant la cavité de réfrigération 10. Le volume de la cavité 10 est donc délimité par une paroi commune avec l'évaporateur 20 formant échangeur thermique, une paroi extérieure, un fond formant une palette fixe 11 et le fond de l'ensemble mobile constituant une palette mobile 12 dans la cavité 10. L'ensemble mobile 70 est soulevé et le vide créé entre les palettes fixe 11 et mobile 12 permet d'ouvrir le clapet anti-retour 5 entre le réservoir 50 et la cavité de réfrigération 10 ; et du produit peut ainsi être aspiré dans la cavité 10. Sur la figure 4, la cavité de réfrigération 10 est pleine, l'ensemble mobile 70 étant en butée en position haute. Une quantité contrôlée de produit peut ainsi être refroidi par le distributeur selon l'invention, cette quantité étant définie par le volume de la cavité 10.
Lorsque la cavité 10 est pleine de produit, l'ensemble mobile 70 se trouve au-dessus de la cavité. Une fois la réaction de refroidissement effectuée, l'ensemble mobile 70 est poussé vers le bas et 2 pousse alors le produit, ce qui permet d'ouvrir le clapet anti-retour 6 entre la cavité de réfrigération 10 et une zone d'expulsion externe. Du produit réfrigéré est ainsi expulsé hors de la cavité 10 pour utilisation par un consommateur.
En référence à la figure 4, l'admission du produit, puis son expulsion, sont assurées par l'ensemble mobile 70 entraînant la palette mobile 12 en translation par rapport au fond 11 de la cavité de réfrigération 10. L'admission du produit dans la cavité de réfrigération depuis le réservoir 50 peut ainsi être couplée à l'introduction d'eau dans l'évaporateur 20 pour déclencher la réaction de refroidissement ; l'ensemble mobile 70 entraîne le bossage 64 hors de la cuvette 63 pour libérer le tube 62 lorsqu'il est soulevé pour aspirer du produit. De même, l'expulsion du produit hors de la cavité de réfrigération 10 peut être couplée à l'arrêt de la réaction de refroidissement ; l'ensemble mobile 70 entraîne le bossage 64 dans la cuvette 63 pour pincer le tube 62 lorsqu'il est enfoncé pour expulser le produit.
Contrairement au mode de réalisation de la figure 1, la réaction de refroidissement ne s'arrête pas d'elle-même lorsque l'eau introduite dans l'évaporateur 20 a été évaporée et pompée, ou de manière ultime, lorsque Ie réservoir de liquide réfrigérant 60 est vidé mais il est alors impossible de refroidir de nouvelles doses de produit. En effet, lorsque l'ensemble d'obturation 63, 34 est ouvert, l'évaporateur 20 est en liaison directe avec le réservoir de liquide réfrigérant 60 et la réaction de refroidissement n'est stoppée que lorsque cette liaison est obturée par fermeture de l'ensemble d'obturation 63, 64. Un consommateur peut donc prolonger la réaction de refroidissement s'il désire recevoir une dose de produit particulièrement froid, mais il existe un risque d'inattention du consommateur qui oublierait l'ensemble mobile 70 en position haute (par référence à la figure 4) ce qui pourrait conduire à entamer, voir vider, le réservoir 60 et réduire le nombre de doses de produit pouvant être refroidies juste avant expulsion. Il est à noter que le distributeur fonctionne toujours pour délivrer du produit tant que le réservoir de produit 50 en contient, même si les doses ne peuvent plus être refroidies.
Pour limiter ces risques, une étiquette thermochrome sur une paroi externe de la cavité de réfrigération 10 peut indiquer au consommateur que la dose de produit est prête à l'emploi. L'ensemble mobile 70 peut aussi être entraînée vers le bas en position de fermeture de l'ensemble d'obturation 63, 64 par un ressort de rappel libéré d'une butée associée à un bilame refroidi en même temps que le produit.
La figure 5 illustre un autre mode de réalisation du distributeur de produit selon l'invention. Les éléments identiques ou similaires à la figure 1 portent les mêmes numéros de référence. L'utilisation des termes haut, bas, au-dessus et en dessous est faite en référence à la figure 5 et n'est pas limitative de la mise en œuvre de l'invention.
La figure 5 montre une cavité de réfrigération 10, un évaporateur 20 avec un échangeur thermique 25 formant une paroi commune entre l'évaporateur 20 et la cavité de réfrigération 10, et un réservoir 30 contenant des dessicants. La figure 5 montre aussi des clapets antiretour 5 et 6 entre le réservoir 50 et la cavité de réfrigération 10 et entre ladite cavité 10 et une zone d'expulsion. Sur la figure 5, la réaction de refroidissement est activée et contrôlée par ouverture et fermeture de la liaison entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30.
L'évaporateur 20 contient du liquide réfrigérant et les vapeurs dudit liquide, en particulier l'évaporateur n'est pas relié à un réservoir de liquide réfrigérant comme dans les modes de réalisations décrits précédemment. La liaison entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30 contenant des dessicants peut être ouverte et refermée, l'ensemble étant maintenu sous vide d'air. Typiquement, avant la première ouverture, la pression de vapeur saturante dans l'évaporateur 20 est inférieure à 30 mbar et la pression dans le réservoir de pompage est inférieure à 1 mbar à 23°C. Ainsi, lorsque la liaison entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30 est ouverte, les vapeurs du liquide réfrigérant sont immédiatement pompées par le dessicant contenu dans le réservoir de pompage, provoquant alors un refroidissement de l'évaporateur et donc de Féchangeur thermique 25 qui constitue une paroi de l'évaporateur. Une certaine quantité de liquide réfrigérant est également évaporée lors du pompage des vapeurs dudit liquide contenues dans l'évaporateur. Ainsi, lorsque la liaison entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30 est refermée, l'évaporateur 20 contient toujours du liquide réfrigérant et des vapeurs dudit liquide.
Lors de la fabrication du dispositif distributeur selon l'invention, la quantité de liquide réfrigérant placé dans l'évaporateur est calculée pour une évaporation d'environ 0,2 ml par dose à refroidir, une dose contenant environ 5 ml de produit. La quantité totale de liquide réfrigérant contenu dans l'évaporateur dépend donc de la taille du réservoir de produit 50 associé au dispositif distributeur.
En référence à la figure 5, la liaison 40 entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30 comprend un tube de communication 41 débouchant d'un côté dans le réservoir de pompage 30 et de l'autre côté dans l'évaporateur 20, de préférence dans le haut de l'évaporateur, c'est-à-dire au-dessus du liquide réfrigérant ; ainsi seules les vapeurs du liquide peuvent normalement pénétrer dans le tube 41. L'extrémité du tube 41 débouchant dans l'évaporateur 20 est obturé par un clapet 42 avec un joint 43 assurant une étanchéité avec le réservoir de pompage lorsque la liaison est fermée, par exemple un joint torique en élastomère.
Le clapet 42 est actionné en ouverture, pour ouvrir la liaison entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30, par un ressort 44 prenant appui sur le tube 41 ou sur des parois du réservoir de pompage. Au repos, le ressort 44 agit sur le clapet 42 pour libérer l'extrémité du tube 41 et permettre Fadsorption des vapeurs du liquide réfrigérant. Le clapet 42 est actionné en fermeture, pour fermer la liaison entre l'évaporateur 20 et le réservoir de pompage 30, par une vis de pression 45 adapté à pousser le clapet 42 à F encontre de la contrainte du ressort 44. Bien que non illustré, on pourrait envisager une configuration dans laquelle le ressort 44 contraint le clapet 42 en position de fermeture avec un élément de pression adapté à pousser le clapet 42 en position d'ouverture. Sur la figure 5, la vis de pression 45 déforme la paroi supérieure de l'évaporateur 20, conformée en dôme en l'absence de contrainte ; et une tige de guidage 46 s'étend entre cette paroi supérieure et le clapet 42 pour transmettre la déformation de la paroi de l'évaporateur au clapet. La tige de guidage 46 peut traverser le clapet 42 et s'étendre dans le tube de communication 41 entre les spires du ressort 44 et jusque dans le réservoir de pompage 30 afin de maintenir le clapet 42 bien centré sur le tube 41 et coaxial avec l'ouverture du réservoir de pompage 30 et le sommet du dôme déformé par la vis de pression 45.
La vis de pression 45 peut être entraînée par un ensemble mobile 70. Sur la figure 5, l'ensemble mobile 70 peut être mis en rotation autour de l'évaporateur 20 et de la cavité de réfrigération 10 qui restent fixes. L'ensemble mobile 70 entraîne la vis de pression 45 à travers un pas de vis, dans un premier sens pour se retirer du dôme de l'évaporateur 20 et relâcher la pression exercée sur le clapet 42 à rencontre du ressort 44 afin d'initier la réaction de refroidissement et dans l'autre sens pour enfoncer le dôme et pousser le clapet contre l'extrémité du tube 41 afin de stopper la réaction de refroidissement.
La figure 5 montre par ailleurs un déflecteur 20 disposé dans l'évaporateur 20 et une couche hydrophile 21 recouvrant la paroi interne de l'évaporateur 20 formant l'échangeur thermique 25. La couche hydrophile permet de répartir du liquide réfrigérant le long de la paroi d'échange thermique 25 afin de renforcer l'évaporation et donc le refroidissement sur cette zone. Le déflecteur n'a pas pour fonction de dévier un jet d'eau contre l'échangeur thermique comme dans les modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 à 4, mais permet d'éviter les projections de gouttelettes de liquide réfrigérant directement dans le tube 41. En effet, lorsque le clapet 42 est ouvert, la force de pompage des vapeurs de liquide réfrigérant peut être telle que des gouttes de liquide peuvent être entraînées dans le dessicant et limiter sa capacité d'adsorption. Il est donc nécessaire de prévoir un déflecteur qui laisse passer les vapeurs du liquide réfrigérant à pomper et qui renvoie les gouttes de liquide au fond de l'évaporateur. Un tel déflecteur est décrit dans la demande de brevet EP-A-I 448290.
Sur la figure 5, l'admission et l'expulsion du produit dans et hors de la cavité de réfrigération sont effectués de manière similaire à ce qui a été décrit en référence à la figure 3. Une palette fixe et une palette mobile (non visibles sur la coupe de la figure 5 car confondues avec la coupe de la cavité de réfrigération) sont disposées dans la cavité de réfrigération 10. Une dose de produit est aspirée dans la cavité de réfrigération depuis le réservoir de produit 50 par rotation de la palette mobile dégageant un vide entre les deux palettes ; et cette dose, une fois refroidie, est expulsée hors de la cavité de réfrigération par rotation de la palette mobile en sens inverse qui pousse le produit hors de la cavité.
En référence à la figure 5, l'admission du produit, puis son expulsion, sont assurées par un ensemble mobile 70 entraînant la palette mobile solidaire du réservoir 50 en rotation par rapport à la palette fixe solidaire de l'échangeur thermique 25 dans la cavité de réfrigération 10. L'admission du produit dans la cavité de réfrigération depuis le réservoir 50 peut ainsi être couplée au déplacement du clapet 42 pour ouvrir la liaison entre l'évaporateur 20 et le réservoir de dessicant 30 afin de déclencher la réaction de refroidissement ; l'ensemble mobile 70 entraîne simultanément la palette mobile pour aspirer du produit et la vis de pression 45 pour libérer le clapet 42 de la contrainte de réaction au ressort 44 qui éloigne alors le clapet de l'extrémité du tube de communication 41. De même, l'expulsion du produit hors de la cavité de réfrigération 10 peut être couplée à l'arrêt de la réaction de refroidissement ; l'ensemble mobile 70 entraîne simultanément la palette mobile pour expulser le produit et la vis de pression pour pousser le clapet 42 contre l'extrémité du tube de communication 41. Bien que non illustré, la vis de pression 45, ou tout élément similaire adapté à agir sur la position du clapet 42 par rapport à l'extrémité du tube de communication 41, peut être entraînée par un ensemble mobile en translation comme illustré sur la figure 4 avec une admission et une expulsion du produit dans et hors de la cavité de réfrigération 10 couplées à ce mouvement de translation. Contrairement au mode de réalisation de la figure 1, la réaction de refroidissement ne s'arrête pas d'elle-même lorsque l'eau introduite dans l'évaporateur 20 a été évaporée et pompée, ou de manière ultime, lorsque tout le liquide réfrigérant a été évaporé et adsorbé mais il est alors impossible de refroidir de nouvelles doses de produit. En effet, lorsque la vis de pression 45 est positionnée avec le clapet 42 ouvert, les vapeurs de liquide réfrigérant contenues dans l'évaporateur 20 sont pompées continûment jusqu'à ce que le clapet 42 soit refermé. Un consommateur peut donc prolonger la réaction de refroidissement s'il désire recevoir une dose de produit particulièrement froid, mais il existe un risque d'inattention du consommateur qui oublierait l'ensemble mobile 70 avec la vis 45 en position de haute (par référence à la figure 5) ce qui pourrait conduire à entamer, voir vider, les réserves de liquide réfrigérant dans l'évaporateur 20 et réduire ainsi le nombre de doses de produit pouvant être refroidies juste avant expulsion. Pour limiter ces risques, une étiquette thermochrome sur une paroi externe de la cavité de réfrigération 10 peut indiquer au consommateur que la dose de produit est prête à l'emploi. L'ensemble mobile 70 peut aussi être entraîner en position de fermeture, c'est-à-dire d'enfoncement de la vis 45 pour fermer le clapet 42 par un ressort de rappel libéré d'une butée associée à une temporisation mécanique, par exemple un bilame refroidi en même temps que le produit. Les figures 6a et 6b illustrent un autre mode de réalisation du distributeur de produit selon l'invention. Les éléments identiques ou similaires à la figure 1 portent les mêmes numéros de référence.
La figure 6a montre une cavité de réfrigération 10, un évaporateur 20 avec un échangeur thermique 25 formant une paroi commune entre l' évaporateur 20 et la cavité de réfrigération 10, et un réservoir 30 contenant des dessicants.
Sur la figure 6a, l'évaporateur 20 contient du liquide réfrigérant et les vapeurs dudit liquide, en particulier l'évaporateur n'est pas relié à un réservoir de liquide réfrigérant comme pour les modes de réalisations des figures 1 à 4 ; et la réaction de refroidissement est activée par ouverture de la liaison 40 entre l'évaporateur 20 contenant le liquide réfrigérant et le réservoir de pompage 30. Dans le mode de réalisation de la figure 6a, la réaction de refroidissement n'est pas stoppée par le consommateur mais se termine d'elle-même lorsque tout le liquide réfrigérant contenu dans l'évaporateur 20 a été évaporé et adsorbé. Le dispositif distributeur selon le mode de réalisation des figures 6a et 6b ne comporte pas de réservoir de produit. En effet, le. produit à refroidir, puis à expulser, est déjà contenu dans la cavité de réfrigération 10. .
Selon ce mode de réalisation, même si le produit à refroidir n'est pas admis dans la cavité de réfrigération 10 comme précédemment décrit, il est néanmoins expulsé après refroidissement. En effet, une application possible d'un tel dispositif distributeur de produit réfrigéré est de pouvoir délivrer une mini-dose de produit refroidi à un consommateur. On entend par mini-dose, une dose de produit correspondant à une dose typique d'échantillon, soit environ 3 ml, par opposition au contenu d'un pot de crème tel que le produit ice-source® précédemment cité qui refroidit environ 20 ml de crème. L'expulsion de la crème hors de l'emballage rend l'utilisation beaucoup plus aisée, en particulier pour une application nomade. L'invention permet donc de réaliser un dispositif distributeur de produit de dimensions réduites, qui soit moins encombrant que le produit ice-source®. Le dispositif de la figure 6a présente un diamètre d'environ 25 mm pour une longueur de 100 mm, alors que le pot ice- source® présente un diamètre de 8 cm pour une hauteur de 5 cm.
Le refroidissement du produit contenu dans la cavité de réfrigération 10 est activé par une tige poussoir 47 actionnant un clapet anti-retour 42 obturant une ouverture ménagée entre l'évaporateur 20 et le réservoir de dessicants 30. L'ouverture du clapet 42 provoque ainsi l'évaporation du liquide réfrigérant contenu dans l'évaporateur 20 dont la vapeur est pompée par les dessicants, cette évaporation provoquant alors un refroidissement de l'évaporateur et donc de l' échangera- thermique 25 en contact avec la cavité de réfrigération. Un tel mécanisme de mis en communication de l'évaporateur 20 avec le réservoir de pompage 30 est décrit dans la demande de brevet EP-A-I 481204.
Le clapet anti-retour 42 est actionné par la tige poussoir 47 transmettant un déplacement d'au moins une portion du fond du réservoir de pompage 30. Le fond du réservoir de dessicant 30 présente une zone déformable 80 contre lequel la tige poussoir 47 est en appui. Pour actionner le refroidissement, la zone déformable 80 est enfoncé, à l'aide d'un bouton 81 placé dans un capuchon 82 vissé dans le fond de l'enveloppe du dispositif selon l'invention. Ainsi, en vissant le capuchon 82, le bouton 81 enfonce la zone déformable 80 qui entraîne la tige 47 vers le haut et pousse le clapet 42 en position d'ouverture. Le vissage du capuchon 82 de déclenchement de la zone déformable permet un déclenchement sans effort pour le consommateur. En effet, étant donné le faible diamètre du dispositif, l'enfoncement de la zone déformable 80 avec le doigt nécessiterait un effort relativement important ; il est cependant entendu que la zone déformable 80 peut être enfoncée avec le doigt ou avec tout autre mécanisme que le capuchon 82 et le bouton 81 illustrés.
L'évaporateur 20 ne comporte pas de déflecteur comme sur la figure 5, car sensiblement tout le liquide réfrigérant est contenu dans la couche poreuse hydrophile 21 répartie le long de la paroi de l'échangeur thermique 25 ; il n'y a donc pas de risque de giclure de gouttelettes vers l'adsorbant. En effet, étant donné la faible quantité de produit à réfrigérer, environ 0.3 ml d'eau sont suffisants. L'intégration d'un déflecteur reste cependant possible au besoin.
Une fois la réaction de refroidissement terminée, éventuellement visualisée par une étiquette thermochrome pour le consommateur, le produit refroidi peut être expulsé. La figure 6b montre un mode de réalisation possible pour l'expulsion du produit hors de la cavité de réfrigération 10 du dispositif de la figure 6a. Une palette fixe 11 et une palette mobile 12 sont disposées dans la cavité de réfrigération 10. La palette fixe 11 est solidaire de l'échangeur thermique 25 et la palette mobile 12 est solidaire d'un ensemble mobile 70 constitué par exemple d'un capuchon mobile en rotation sur le dessus de l'enveloppe du dispositif. L'ensemble mobile 70 peut présenter un orifice d'expulsion du produit 72 obturé par un bouchon 73 clippé ou vissé, tel qu'illustré sur la figure 6a. Pour recueillir le produit refroidi, le consommateur ôte le bouchon 73 et tourne le capuchon mobile 70 qui entraînera la palette mobile 12. La rotation de la palette 12 pousse le produit hors de la cavité 10 à travers l'orifice d'expulsion 72 où le consommateur peut le recueillir. Bien que non illustré, il est entendu que d'autres modes d'expulsion peuvent être associés au dispositif distributeur de la figure 6, en particulier, l'ensemble mobile peut être entraîné en translation plutôt qu'en rotation, à l'instar de ce qui est illustré figure 4.
La figure 7 illustre un autre mode de réalisation du distributeur de produit selon l'invention. Les éléments identiques ou similaires à la figure 1 portent les mêmes numéros de référence.
La figure 7 montre une cavité de réfrigération 10 et un réservoir 50 de produit à réfrigérer, ainsi que des clapets anti-retour 5 et 6 entre le réservoir 50 et la cavité de réfrigération 10 et entre ladite cavité 10 et une zone d'expulsion. La figure 7 montre aussi un ensemble mobile 70.
Sur la figure 7, la réaction de refroidissement est activée et contrôlée par un élément Peltier 90 relié à une alimentation électrique 91. Un élément Peltier comporte classiquement des éléments semi-conducteurs entre deux couches conductrices. La circulation du courant entraîne d'une part une absorption de chaleur au niveau d'une couche, dite face froide, et d'autre part un dégagement de chaleur dans l'autre couche, dite face chaude. La face froide de l'élément Peltier 90 constitue une paroi de la cavité de réfrigération et sert d'échangeur thermique 25 plan. La face chaude de l'élément Peltier 90 peut être placée en contact avec un puits thermique 92, par exemple un réservoir d'eau pour maintenir la face chaude à température ambiante. Sur la figure 7, l'admission et l'expulsion du produit sont réalisées de la manière suivante. L'utilisation des termes haut, bas, au-dessus et en dessous est faite en référence à la figure 7 et n'est pas limitative de la mise en œuvre de l'invention.
Lorsque la cavité 10 est vide de produit, l'ensemble mobile 70 est enfoncé dans un alésage 71 du dispositif distributeur délimitant la cavité de réfrigération 10. Le volume de la cavité 10 est donc délimité par une paroi commune avec l'élément Peltier 90 formant échangeur thermique 25, l'alésage 71, un fond formant une palette fixe 11 et le fond de l'ensemble mobile constituant une palette mobile 12 dans la cavité 10. L'ensemble mobile 70 est soulevé et le vide créé entre les palettes fixe 11 et mobile 12 permet d'ouvrir le clapet antiretour 5 entre le réservoir 50 et la cavité de réfrigération 10 ; du produit peut ainsi être aspiré dans la cavité 10. Sur la figure 7, la cavité de réfrigération 10 est pleine, l'ensemble mobile 70 étant en butée en position haute. Une quantité contrôlée de produit peut ainsi être refroidi par le distributeur selon l'invention, cette quantité étant définie par le volume de la cavité 10. Lorsque la cavité 10 est pleine de produit, l'ensemble mobile 70 se trouve au-dessus de la cavité. Une fois le refroidissement effectué, l'ensemble mobile 70 est poussé vers le bas et repousse alors le produit, ce qui permet d'ouvrir le clapet anti-retour 6 entre la cavité de réfrigération 10 et une zone d'expulsion externe. Du produit réfrigéré est ainsi expulsé hors de la cavité 10 pour utilisation par un consommateur.
En référence à la figure 7, l'admission du produit, puis son expulsion, sont assurées par l'ensemble mobile 70 entraînant la palette mobile 12 en translation par rapport au fond 11 de la cavité de réfrigération 10. L'admission du produit dans la cavité de réfrigération depuis le réservoir 50 peut aussi être couplée à la mise en marche de l'élément Peltier 90 pour déclencher la réaction de refroidissement ; l'ensemble mobile 70 est conformé pour actionner une bouton interrupteur 74 de type « marche/arrêt » qui est configuré pour mettre sous tension l'élément Peltier lorsqu'il n'est pas enfoncé par l'élément mobile 70. De même, l'expulsion du produit hors de la cavité de réfrigération 10 peut être couplée à l'arrêt de la réaction de refroidissement ; l'ensemble mobile 70 enfonce l'interrupteur 74 pour interrompre la mise sous tension de l'élément Peltier 90 lorsqu'il est enfoncé pour expulser le produit.
Bien entendu, le refroidissement par un élément Peltier 90 peut être associé à un autre mode d'admission et expulsion du produit dans et hors de la cavité de réfrigération 10, par exemple avec un élément mobile en rotation comme décrit en référence aux figures 1, 3, 5 et 6.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple; ainsi, les différents modes de refroidissement et d'admission/expulsion du produit peuvent être combinés entre eux différemment des mises en œuvre décrites en référence aux figures. De même, la forme et l'agencement des éléments du dispositif distributeur peuvent varier, en particulier la forme et l'emplacement du réservoir de produit par rapport à la cavité de réfrigération.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif distributeur de produit comprenant :
- une cavité dç réfrigération (10) adaptée à recevoir le produit à distribuer ; - un échangeur thermique (25) formant une paroi de la cavité de réfrigération ;
- des moyens de refroidissement (20, 30, 90) de Féchangeur thermique ;
- des moyens d'expulsion (70, 11, 12) du produit réfrigéré hors de la cavité de réfrigération.
2. Dispositif distributeur selon la revendication 1, comprenant en outre : - un réservoir (50) de produit à réfrigérer ;
- des moyens d'admission (70, 11, 12) du produit dans la cavité de réfrigération.
3. Dispositif distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet anti-retour (5) entre le réservoir de produit (50) et la cavité de réfrigération (10).
4. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet anti-retour (6) entre la cavité de réfrigération (10) et une zone d'expulsion externe à la cavité.
5. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'expulsion du produit comprennent :
- une palette fixe (11) formant une paroi de la cavité de réfrigération (10) ; - une palette mobile (12) formant une paroi de la cavité de réfrigération (10) ;
- un ensemble mobile (70) adapté à entraîner la palette mobile (12) en mouvement dans la cavité de réfrigération.
6. Dispositif distributeur selon la revendication 5 prise en ses dépendances à la revendication 2 , caractérisé en ce que les moyens d'expulsion du produit constituent en outre les moyens d'admission du produit, et en ce que :
- une première palette (11) est solidaire de l'échangeur thermique (25) ;
- une seconde palette (12) est solidaire du réservoir de produit (50) ;
- l'ensemble mobile (70) est adapté à entraîner un mouvement relatif entre le réservoir de produit (50) et l'échangeur thermique (25).
7. Dispositif distributeur selon la revendication 5 ou 6, dans lequel une palette est mobile en translation dans la cavité de réfrigération.
8. Dispositif distributeur selon la revendication 5 ou 6, dans lequel une palette est mobile en rotation dans la cavité de réfrigération.
9. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'échangeur thermique est cylindrique.
10. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'échangeur thermique est plan.
11. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comprennent un élément Peltier (90).
12. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comprennent :
- un évaporateur (20) adapté à recevoir un liquide réfrigérant et sa vapeur, une paroi de l' évaporateur formant l'échangeur thermique (25) ;
- un réservoir (30) contenant des moyens de pompage par adsorption de ladite vapeur du liquide réfrigérant ; - une liaison (40) entre l' évaporateur et le réservoir de pompage.
13. Dispositif distributeur selon la revendication 12, dans lequel les moyens de refroidissement sont activés par ouverture de la liaison (40) entre l' évaporateur contenant le liquide réfrigérant et le réservoir de pompage.
14. Dispositif distributeur selon la revendication 13, dans lequel les moyens de refroidissement sont arrêtés par obturation de la liaison (40) entre l'évaporateur contenant le liquide réfrigérant et le réservoir de pompage.
15. Dispositif distributeur selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un clapet (42) adapté à obturer ladite liaison (40) ; - un ressort (44) et un élément de pression (45) adaptés à contraindre chacun le clapet (42) respectivement dans une des positions d'ouverture ou de fermeture de l'extrémité du tube de communication.
16. Dispositif distributeur selon la revendication 12, dans lequel les moyens de refroidissement sont activés et arrêtés par une introduction d'une quantité contrôlée de liquide réfrigérant dans l'évaporateur.
17. Dispositif distributeur selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de liquide réfrigérant (60) et une pompe péristaltique (65) adaptée à délivrer une quantité contrôlée de liquide réfrigérant dans l'évaporateur.
18. Dispositif distributeur selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de liquide réfrigérant (60) et un ensemble d'obturation (63, 64) et un limiteur de débit (67) adaptés à délivrer une quantité contrôlée de liquide réfrigérant dans l'évaporateur.
19. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en que la paroi de l'évaporateur (20) formant l'échangeur thermique (25) est recouverte au moins partiellement d'une couche poreuse hydrophile (21).
20. Dispositif distributeur selon l'une des revendications 12 à 19, caractérisé en ce que l'évaporateur (20) comprend un déflecteur (22) de liquide réfrigérant.
21. Dispositif réfrigérant selon l'une des revendications 2 à 20, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement de l'échangeur thermique sont activés par les moyens d'admission du produit dans la cavité de réfrigération.
22. Dispositif réfrigérant selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement de l'échangeur thermique sont activés par déformation d'un élément de paroi (80) adapté à créer une ouverture entre l'évaporateur (20) contenant le liquide réfrigérant et le réservoir de pompage (30).
23. Procédé de réfrigération d'un produit à distribuer, comprenant les étapes consistant à :
- remplir une cavité de réfrigération (10) de produit à distribuer, une paroi de la cavité de réfrigération formant un échangeur thermique (25) ;
- activer des moyens de refroidissement de l'échangeur thermique ;
- expulser le produit réfrigéré hors de la cavité de réfrigération.
24. Procédé de réfrigération selon la revendication 23, dans lequel le remplissage de la cavité de réfrigération avec du produit à distribuer est réalisé par admission de produit depuis un réservoir de produit à réfrigérer.
25. Procédé de réfrigération selon la revendication 24, dans lequel l'activation des moyens de refroidissement est déclenchée par l'admission de produit dans la cavité de réfrigération.
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