Brevet FR2006748A1 — publié le 19700102

La présente invention concerne des récipzents portatifs auto-refroidisseurs ; elle vise, plus particulièrement,-unefer- meture d'extrémité perfectionnée et un élément réfrigérateur intérieur, ou insert, comportant un orifice variable pour le réglage de l'échappement du fluide réfrigérant, utilisables dans de tels récipients. L'invention réalise un récipient portatif auto-refroidisseur, utilisable lorsqu'on ne dispose pas d'un système usuel de réfrigération auxiliaire. Un tel récipient convient particulièrement bien à l'emploi par des sportifs, voyageurs, militaires, campeurs et autres personnes ayant des activités extérieures, où il n'est pas facile de disposer de moyens de réfrigératiôn auxiliaire. La présente invention a encore pour avantage de permettre la fabrication économique de tels récipients et de réaliser des appareils très avantageux par rapport aux récipients autorefroidisseurs suivant l'art antérieur. Un de ces avantages consiste en une bande détachable qui, lorsqu'ou ;'enlève, permet l'évacuation à l'extérieur du fluide réfrigérant contenu dans l'insert et forme en même temps un bec verseur pour la boisson contenue dans le récipient. La bande détachable et la fermeture d'extrémité sont congues de manière à laisser évacuer le réfrigérant de l'insert, avant de libérer le liquide du récipient. Ainsi, il n'y a pas de risque de mélange du réfrigérant avec la boisson. Du fait de l'échappement et de la purge complète du réfrigérant contenu dans l'insert, avant la libération du liquide contenu dans le récipient, ce liquide est refroidi avant d'être nis à l'atmosphère.On évite ainsi la formation de mousse des boissons gazéifiées sous pression, lors de lsouverture du récipient, et on diminue la perte de gaz carbonique de ces boissons, ce qui préserve leur saveur. Dans les récipients auto-refroidisseurs suivant l'art antérieur, dans lesquels la boisson n'est pas refroidie avant l'ouverture, le consommateur court le risque, s'il secoue le récipient, même légèrement, d'une projection de liquide au début de l'ouverture du récipient. Il en résulte à la fois une perte de liquide et de la carbonatation de la boisson. D'autre part, dans le cas de la bière, ou de boissons gazeuses ou autres, qui développent une pression dans le récipient, cette pression agit sur la surface externe de l'insert de refroidissement. Elle peut donc être utilisée pour compenser les efforts dûs à la pression à l'intérieur de l'insert. On peut ainsi utiliser des inserts plus légers et plus économiques. Le. fluide réfrigérant de l'insert étant évacué avant la mise à l'atmosphère du contenu du récipient, la pression à l'intérieur de l'insert est éliminée avant toute diminution sensible de la pression agissant sur la surface extérieure de l'insert. Ce dernier peut donc être construit légèrement sans risque de mauvais fonctionnement. Un autre avantage de la présente invention consiste en ce que le fluide réfrigérant de l'insertS lorsqu'on l'évacue à l'atmosphère, quitte le dispositif sous forme gazeuse. Cela améliore le refroidissement obtenu et évite l'ébullition excessive du fluide réfrigérant volatil. Du fait que l'expansion du fluide réfrigérant a lieu dans l'insert et le tube d'échappement, on obtient un refroidissement maximal du contenu du récipient, pour une quantité donnée de réfrigérant C'est en effet la vaporisation de ce dernier qui provoque l'absorption de sa chaleur latente d'évapora tion, à partir du contenu du récipients Le dispositif suivant' 1 'invention comprend un élément refroidisseurX ou insert9 relie à une douille fixée à la face in inférieure dune fermeture d'extrémité, au moyen d'un tube d'échappement de petit diamètre T e couvercle Compor'Ge une bande détachable munie, à son extrémité intérieurei d'une patte de traction pour faciliter son enlèvement L'extrémité intérieure de cette bande est centrée sur la tubulure creuse, de sorte que la déchiru- re initiale de la bande, à son extrémité intérieure, met d'abord à l'atmosphère le fluide réfrigérant de l'insert, sans mettre en contact le liquide du récipient avec latmosphère ou avec le réréfrigérant Lorsque le fluide réfrigérant est complètement évacué et que la boisson du récipient est refroidie, on déchire complètement la bande, ce qui découvre la chambre à boisson du récipient et forme un bec verseur pour la boisson. Un orifice variable, commandé par la vitesse d'échappement du fluide, est contenu dans le tube d'échappement de l'insert. Cet orifice variable comprend une chambre comportant une entrée et une sortie. Un fIotteur, percé d'un orifice, est logé dans cette chambre. L'ouverture d'entrée de la chambre est formée pour permettre au fluide réfrigérant de. contourner le flotteur, quand-ce- lui-ci est en contact aLvec l'extrémité d'entrée de la chambre, pour des faibles pressions et vitesses du fluide. L'ouverture de sortie de là chambre constitue un orifice fixe, dont la dimension est déterminée de façon à obtenir un débit volumique désiré de fluide réfrigérant, dans les conditions de pression & de vitesse de fluide les plus faibles.La surface dé la chambre, près de la sortie, est profilée pour coopérer avec le flotteur, de sorte que, lorsque ce dernier est en contact avec l'extrémité de sortie de la chambre, pendant les périodes de pression et de vitesse de fluide les plus élevées, le fluide qui traverse la chambre doit s' écouler par l'orifice du flotteur. Cet orifice a une dimension déterminée de façon à obtenir un débit désiré de fluide réfrigérant, dans les conditions de pression de fluide et de vitesse les plus élevées. Avec la construction ci-dessus, pour lesQaleurs maximales de pression et de vitesse du fluide, le flotteur est appliqué dans-l'orifice fixe de sortie et le débit qui traverse la chambre est réglé par l'orifice du flotteur, de manière à ce que seul du gaz s'échappe de l'insert.Lorsque la pression et la vitesse du fluide réfrigérant diminuent dans le système, le flotteur descend à l'intérieur de la chambre et le débit de fluide est alors réglé par l'orifice de sortie, qui est également calculé pour que seul du gaz stéchappe de l'insert, aux basses pression et vitesse de fluide. D'autres objets et avantages de l'invention apparaitront aux hommes de l'art à la lecture de la description de la forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés. Fig. 1 est une vue en plan de la surface supérieure de la fermeture d'extrémité, suivant la présente invention. Fig. 2 est une vue de côté, avec coupe partielle, d'un récipient muni d'un couvercle et d' un insert de refroidissement suivant la présente invention. Fig. 3 est une vue à plus scande échelle, avec coupe partielle, d'une extrémité d'un récipient, qui représente la languette et la bande arrachable, après la première séparation de cette bande pour la mise à l'atmosphère de l'insert. Fig. 4 est une vue à plus grande échelle, avec coupe partielle, de la partie supérieure du récipient, qui représente la bande détachable presque complètement enlevée. Fig. 5 est une vue en plan d'une partie du couvercle, montrant la bande complètement enlevée. Fig. 6 est une coupe du tube d1échappement de l'insert2 qui représente l'orifice variable commandé par la vitesse du fluide. Fig. 7 est une coupe de l'orifice variable, suivant la ligne 7-7 de la figure 6!. Fig. 8 est une coupe de l'orifice variable, suivant la ligne 8-8 de la figure 6. Les figures 1 à 5 représentent un récipient portatif auto-refroidisseur, pour bières, boissons gazeuses et autres liquides, globalement désigné par le repère 23-. De préférence, ce récipient comprend une enveloppe cylindrique 22, des fermetures d'extrémité 24, 24' et un élément refroidisseur ou insert 26 comportant un tube d'échappement à orifice variable. Les bords périphériques des fermetures d'extrémité 2424', qui sont de préférence en aluminium ou autre métal usuel, sont fixés à l'enveloppe 22 au moyen de joints sertis 28 ou par tout autre dispositif approprié. La fermeture d'extrémité 24 comporte une zone détachable ou bande de déchirure 30, définie par une empreinte 32 dans la surface supérieure de la fermeture d' extrémité. Les parties intérieures espacées de la ligne de découpe 32 sont sensiblement parallèles l'une à l'autre et sont reliées, à leurs extrémités intérieures,-par une partie courbe de la ligne de découpe, de façon à définir un segment allongé de la bande 30 qui forme un évent 34, lorsque la bande est soulevée partiellement. Les parties extérieures espacées de la ligne de découpe 32 divergent l'une de l'autre et sont reliées, à leurs extrémités, extérieures, par une partie courbe de la ligne 32, de façon à définir un segment élargi de la bande 30, qui forme un bec verseur 36 lorsque la bande est complètement soulevée. Le segment intérieur de la bande 30 est muni d'une languette de traction annulaire 38, pour faciliter l'enlèvement de la bande. Cette languette est soudée par points, ou fixée de toute fanon appropriée, à l'extrémité in térieure de la bande. La face inférieure de la fermeture d'extrémité 34 comporte une douille métallique 40, centrée sous l'extrémité intérieure de la bande 30. La douille 40 est évasée à sa base 42, où elle est soudée ou fixée de manière appropriée à la face -inférieu- re de la fermeture 24. Ainsi la base 42 de la douille est raccordée de façon étanche à la face inférieure de la fermeture' d'extrémité. La partie inférieure de la douille est cylindrique et reçpit l'extrémité supérieure du tube d'échappement 44 de l'ins-ert 26. Le tube d'échappement est soudé, fondu, collé ou fixé-de manière appropriée, à la tubulure, de façon à obtenir une jonction étanche entre la douille 40 et le tube d'echappement 44. L'insert 26 est en plastique, en aluminium ou en une autre matière-convenable.-Ses parois-ont une épaisseur suffisante pour résister aux efforts exercés par le fluide réfrigérant sous pression, par exemple Fréon-12 liquéfié , ou autre produit appro prié, sur l'intérieur de l'insert creux. Des entretoises 46; 48 peuvent être disposées- entre l'insert 26, I'enveloppe 22 et la fermeture d'extrémité 24', pour maintenir-en position l'insert dans le récipient. Ces entretoises peuvent être solidaires de l'insert, par exemple lorsqu'elles sont moulées en un seul bloc avec l'insert, ou bien être soudées ou fixées de manière appropriée à la surface extérieure de l'insert. En fonctionnement, la bande 30 de la fermeture d'extrémité 24 est d'abord détachée, par traction sur la languette 38, pour former l'évent 34t La séparation initiale de la bande 30 met à l'atmosphère l'insert 26 et elle est accompagnée du léger bruit habituel de souffle, qui se produit quand on commence à détacher de telles bandes et qui indique au consommateur que l'insert est à l'atmosphère. Le fluide réfrigérant se vaporise alors rapidement et s'échappe par le tube 44, la tubulure 40 et l'évent 34, formé dans la fermeture d'extrémité au-dessus de la tubulure. La vaporisation du liquide réfrigérant provoque l'absorption de sa chaleur latente d'évaporation, qui est fournie par le liquide du récipient, avec refroidissement de ce dernier.En raison de l'emplacement central de l'évent 34, par rapport à la douille 40, et du fait que celle-ci est fixée de façon étanche à la fermeture d'extrémité 24, le tube d'échappement 44 étant lui-même raccordé de façon étanche à la tubulure, seul le fluide réfrigérant est mis à l'atmosphère. Le contenu de la chambre à boisson 50 n'ést expose ni à l'atmosphère ni au contact du réfrigérant. Lorsque l'opération de refroidissement est terminée, le temps nécessaire à cette opération correspondant à celui que met la phase vapeur du réfrigérant pour s1 échapper complètement, la bande 30 est détachée combtement, de manière à former le-bec verseur 36, comme représenté sur les figures 4 et 5. En raison du rétrécissement de la bande détachable, près de la périphérie de la base 42,- la chambre à boisson 50 est d'abord mise à l'atmosphè- re par une petite ouverturet. Cela empêche une perte excessive de gaz carbonique ou la formation de mousse, qui sont dé3à réduites au minimum du- fait que Ie -Tiq-uide de 'la chambre 50 est refroidi avant sa mise à l'atmosphère. La partie élargi-e de- la" bande,* après soulèvement, forme un bec verseur 36, dans la fermeture d'extrémi- té 24, qui facilite l'écoulement de la boisson refroidie du réci- pient. Les figures 6 à 8 représentent une forme préf'érée --de- ré- alisation de- l'orifice variable, commandé par la -vitesse du fluide, suivant la présente invention!. L'orifice variable, globalement désigné par le repère 60, comprend une chambre 62, comportant des ouvertures d'entrée et de sortie 64, 66 respectivement, et un flotteur 68, traversé par un orifice, qui est logé à l'intérieur de la chambre. Cette dernière ainsi que le flotteur peuvent être en aluminium, plastique ou autre matière appropriée. La matière utilisée et la dimension du flotteur dépendent de la vitesse, de la densité et de la viscosité du fluide réfrigérant, à la pression maximale du système. La chambre 62 est placée dans le tube d'échappement 44 de l'insert. Elle comporte une pluralité de nervures 70, disposées radialement vers l'intérieur de- la paroi intérieure du tube, pour guider le flotteur 68. L'extrémité d'entrée de la chambre 62 sert seulement de moyen de retenue pour le flotteur 68, le débit de réfrigérant à travers la -chambre étant réglé par l'orifice de sortie 66 et le flotteur 68. Par conséquent, les parties terminales 72 des nervures 70 sont dirigées vers l'intérieur pour empêcher le flotteur 68 de boucher complètement l'ouverture d'entrée 64 pendant la dernière pattie du cycle de refroidissement, lorsque la pression et le débit du fluide réfrigérant ont-diminué et que le flotteur est descendu dans la chambre Les parties terminales des nervures 70 permettent ainsi au fluide de contourner le flotteur 68, le débit de réfrigérant étant alors réglé par l'orifice 66 pendant la dernière phase du cycle. L'orifice 66 est circulaire, comme on le voit particulièrement bien sur les figures 6 et 7. Il coopère avec le flotteur 68, pendant les phases du cycle où les valeurs elevées de la pression et de la vitesse du fluide sont' capablés de fairé passer le débit de fluide à travers l'orific-e 74 du flotteur. La dimension de orifice 66 est calculée en fonction du doit volumique désiré, à-la-pression La plus- fàible du système, pour un fluide réfrigérant dont la-vitesse, la densité-et la viscosité sont connues. Le flotteur 68 est de forme cylindrique, avec une extrémité supérieure arrondie qui coopère avec une surface complémentai- re de la paroi d'extrémité de la chambre, près de l'orifice 66, de façon à venir en contact étanche avec cette surface lorsque une pression et une vitesse élevées de fluide s'exercent dans le système. Le diamètre de l'orifice longitudinal 74, formé dans le flotteur, est calculé de manière à obtenir le débit désire, pour les valeurs maximales de vitesse, densité et viscosité du fluide réfrigérant dans le système. En fonctionnement, lorsque l'insert 26 est mis en communication avec l'atmosphère, la pression et la vitesse de fluide élevées dans le tube d'échappement 44 appliquent le flotteur 68 dans l'orifice 66, comme représenté en traits pleins sur la figure 6, de sorte que le débit de fluide réfrigérant à travers la chambre doit passer par l'orifice 74 du flotteur 68. De cette manière, 1' insert 26 est d--5comprimé à une allure réduite, telle que seul du gaz est évacué par le tube d'échappement. Au fur et à mesure que la pression dans l'insert et la vitesse du fluide dans le tube d' échappement 44 diminuent, le flotteur lesté 68 descend dans la chambre, comme représenté en traits pointillés sur la figure 6.Cela permet au fluide réfrigérant de s'écouler entre le flotteur 68 et la paroi latérale de la chambre et de s'échapper par l'orifice 66, qui limite le débit de manière que seul du gaz s'échappe de l'insert. Bien entendu, avec un écoulement variable, le flotteur 68 monte et descend dans le tube, suivant la vitesse, la densité et la viscosité du fluide qui s'écoule. Dès que l'insert est complètement purgé, le flotteur 68 vient reposer sur les parties terminales 72 des nervures 70. Après parge complète de l'insert et refroidissement de la boisson dans le récipient, l'utilisateur termine l'ouverture du récipient en enlevant complètement la bande 30 du couvercle 24. Bie i ue la description ci-dessus concerne la forme préférée de réalisation de l'orifice variable, il est entendu qu'on peut également disposer un ressort entre le flotteur 68 et l'orifice fixe 66, pour repousser le flotteur vers le bas ou l'éloigner de l'orifice 661. D'autre part, il est entendu que l'orifice variable peut être réalisé dans le tube d'échappement 44 par l'utilistation d'une matière érodable, fixée à l'intérieur du tubez La matière érodable a, initialement, un orifice calculé pour donner le débit voulu, pour les valeurs maximales de pression et vitesse du fluide.Pendant que le réfrigérant s'échappe de l'insert et que la pression et la vitesse du fluide diminuent dans le système, la dimension de l'orifice augmente du fait de- l'érosion de la matière dans le tube 44. De cette façon, les dimensions de l'orifice varient et s'adaptent aux différentes valeurs de pression et vitesse dans le-système, de sorte que seul du gaz soit évacué par le tube d'échappement. On voit, sur les figures 1 à 5, que la partie courbe intérieure de la ligne de découpe 32, près du point où l'anneau de traction 38 est fixé à la bande 30, à une profondeur plus grande que les autres parties de la ligne 32, pour faciliter et limiter la rupture initiale de la bande détachable. Cette construction permet en outre de limiter la séparation initiale de la bande 30 à la formation de l'évent 34 dans la fermeture d'extrémité, au-dessus de la tubulure, pour mettre à l'atmosphère l'insert 26, sans exposer le contenu de la chambre 50 à l'atmosphère ou au réfrigérant. Ainsi, l'utilisateur sépare initialement la partie intérieure de la bande 30 du couvercle,- & manière à former l'évent 34, ce qui provoque le refroidissement du contenu de la chambre 50, par évaporation du réfrigérant dans l'insert. La bande 30 est. ensuite complètement enlevée pour mettre à l'atmosphère la chambre 50 et former un bec verseur pour cette chambre Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de la présente invention celle-ci n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite ci-dessus à titre d'exemple. REVENDICATIONS i. Récipient auto-refroidisseur comprenant une fermeture d'extré mité et uninsertde refroidissement, caractérisé en ce que l'espace intérieur de l'insert est relié à ladite fermeture, de façon étanche, par des moyens d'échappement, et que la ferme ture comporte une bande détachable, dont le soulèvement par tiel crée un évent des dits moyens d'échappement seuls, tandis qu'un soulèvement sur une longueur plus grande ouvre l'espace interne du récipient lui-même. 2. Récipient suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, par un soulèvement complet, ladite bande forme un bec verseur. 3ç. Récipient suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les dits moyens d'échappement comprennent une douille, dont un bout est fixé à la face inférieure-de la fermeture, au droit de la partie avant de ladite bande détachable, et une tubulure de l'insert, fixée à ou dans l'autre bout de la douille. 4. Récipient suivant une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bout de la douille, fixé à la fermeture, est évasé et sensiblement centré par rapport à la partie avant de la bande détachable, destinée à être soulevée en premier. 5. Récipient suivant une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce qu'une patte de traction est fixée à la par tie avant de la bande détachable. 6. Récipient, suivant une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'insert est muni d'entretoises capables de le maintenir en position à l'intérieur du récipient. 7. Récipient suivant une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ses moyens d'échappement sont munis d'un orifice variable pour le réglage du débit de fluide. 8. Récipient, suivant une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'échappement comprennent un tube à orifi ce variable, qui renferme une chambre comportant une entrée et un orifice de sortie, un flotteur, traversé par un canal i coopérant avec ledit orifice de sortit étant logé dans la cham bre. 9. Récipient suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le flotteur est appliqué sur l'orifice de sortie, aux régimes de pression et vitesse de fluide élevées. o.Récipient, suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la chambre comporte des moyens de guidage du flotteur, en alignement avec l'entrée et l'orifice de sortie, et que, de préférence, les dits moyens de guidage présentent des nervures longitudinales, à l'intérieur de la chambre. 11.Récipient, suivant une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le flotteur est cylindrique et présente une extré mité arrondie, prévue pour s'appliquer de fagon étanche contre une surface complémentaire de l'orifice de sortie, aux régimes élevés de pression Fet vitesse, le canal dans le- flotteur étant longitudinal. 12.Récipient, suivant une des' revendications 8 à 11, caractérisé en ce que- l'orifice de sortie et le canal du flotteur sont alignés.