Brevet FR2185055A1 — publié le 19731228

L'invention concerne des dispositifs de transfert de chaleur, et plus particulièremvnt des améliorations possibles de ceux assurant la conservation de produits devant être chauffés ou refroidis au moment de leur utilisation. De tels dispositifs contiennent les produits qui assureront le transfert de chaleur à l'état inerte et, séparé de ceux-ci, le liquide qui doit déclencher la réaction et dont le mélange avec ces produits devant assurer le transfert de chaleur les rend actifs. Ce melange est commandé par la compression axiale de l'en- veloppe extérieure du réceptacle du dispositif de transfert de chialeur. On connaît déjà les inconvénients inhérents aux dispositifs de transfert de chaleur destinés à de tels usages. Ils proviennent, au moins en partie1 de l'ignorance dans laquelle on se trouve de la façon exacte et de 11 effort nécessaire pour exercer la commande de déclenchement du phénomène de transfert de chaleur. Les ruptures, les fuites aux joints sont des problèmes importants dans ces dispositifs quand le déclenchement est dû à une compression. Un inconvénient grave consiste en la difficulté de réaliser rapidement le transfert de chaleur, ce qui est pourtant indispensable dans un tel dispositif. On a également des difficultés à obtenir certaines caractéristiques de structure propres aux dispositifs du type ici décrit.Pour être utilisable, un tel dispositif doit être étanche, il doit avoir une durée de conservation satisfaisante, son déclenchement accidentel doit être pratiquement impossible, et pourtant sa mise en oeuvre doit être simple, facile, et exécutable au moment exact voulu. La plupart des dispositifs de transfert de chaleur existant actuellement sont caractérises par un ou plusieurs des inconvénients exprimés ci-dessus ; leur utilisation est donc limitées et bien souvent ne donne pas satisfaction. La présente invention a donc pour objet de proposer des dispositifs de transfert de chaleur aptes à contenir un produit devant être chauffé ou refroidi en un endroit et à un moment particulier pour son utilisation. Les dispositifs conformes à la présente invention font appel aux lois classiques et connues dans ce domaine des transferts de chaleur, mais apportent quelques améliorations les rendant moins coûteux à fabriquer, plus efficaces, plus satisfaisants à l'usage, et rendant improbable tout mauvais fonctionnement. Un mode de réalisation de la présente invention consiste donc en un dispositif stable comportant un conteneur intérieur prévu pour contenir le ou les produits qui doivent être chauffés ou refroidis au moment de leur utilisation. Ce conteneur comprend à son embouchure un joint que l'on peut ouvrir et, sur tout son rebord, il est relié au col, et y est même suspendu, d'un réceptacle extérieur qui constitue l'enveloppe générale du dispositif conforme à l'invention. La mise en place du conteneur à l'intérieur du réceptacle extérieur constituant l'enveloppe du dispositif délimite à l'intérieur de ce réceptacle une chambre fermée dans laquelle sont isolés, à ltétat inerte1 les produits chimiques devant assurer le transi fert de chaleur. Une partie de la paroi extérieure du receptacle constituant l'enveloppe du dispositif consiste en une surface de révolution plissée en accordéon ou en soufflet. Une caractéristique des dispositifs conformes à l'invention est qu'ils reposent de façon stable sur leur fond et qu'en appliquant sur la partie supérieure du dispositif une pression dirigée dans le sens axial, on provoque la compression de la paroi extérieure en forme de soufflet. La conséquence de cette compression est de déclencher immédiatement la mise en oeuvre du dispositif permettant le transfert de chaleur qui se trouve dans la chambre fermée. Une autre caractéristique des dispositifs conformes à l'invention est que la compression ci-dessus entraîne non seulement l'emboîtage du récipient intérieur et du dispositif devant pel- mettre le transfert de chaleur, mais aussi limite le volume de la chambre fermée au moment de la réalisation du transfert de chaleur.Cette limitation du volume de la chambre fait que le conteneur et son contenu sont complètement entourés par les matières permettant le transfert de chaleur, ce qui rend plus continu et optimise l'échange de chaleur entre les matières permettant le transfert de chaleur et le contenu du récipient L'invention a pour but de créer un type amélioré de dispositif de transfert de chaleur par un procedé chimique, dont la fabrication soit peu coûteuse, l'efficacité plus grande, et qui soit satisfaisant à l'usage, valable pour un grand nombre d'applications, et où un mauvais fonctionnement est très improbable. Elle a aussi pour objet a) de réaliser un dispositif de transfert de chaleur renfermant des produits devant être chauffés ou refroidis et permettant une meilleure utilisation des matériaux déclenchant le transfert de chaleur. b) de réaliser un type nouveau de dispositif de transfert de chaleur dont la configuration rende absolument évidente la manière de l'utiliser. c) de réaliser un dispositif de transfert de chaleur qui soit résistant et rigide, mais qui, par sa construction, puisse être soumis à une compression axiale destinée à commander le volume de la chambre dans laquelle les matières devant permettre le transfert de chaleur sont rendus actifs, cette chambre entourant le conteneur dont le contenu doit subir le transfert de chaleur. d) de réaliser un type de réceptacle destiné à faire partie d'un dispositif de transfert de chaleur, dont la paroi extérieure soit stable tout en comprenant une partie semblable à un soufflet et pouvant subir une compression commandée sans perdre ses qualités de stabilité. e) de réaliser un type nouveau et amélioré de dispositif de transfert de chaleur comprenant des produits devant être chauffés ou refroidis au moment de leur utilisation ; ce dispositif est caractérisé par une paroi extérieure constituant son enveloppe et comprenant elle-même une partie semblable à un soufflet. Cette partie peut se comprimer sous contrôle et se verrouiller en position comprimée, ce qui facilite le transfert de chaleur entre les matières permettant le transfert de chaleur et le produit devant être chauffé ou refroidi. f) de réaliser un dispositif de transfert de chaleur d'un modèle amélioré, possédant les avantages et les caractéristiques qui vont être décrits en même temps que son mode d'utilisation. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés repré- sentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 est une vue éclatée et en perspective d'un dispositif de transfert de chaleur réalisé selon l'invention - La figure 2 est une coupe longitudinale du dispositif de transfert de chaleur que montre la figure 1, représenté en position assemblée et tel qu'il est avant usage ; et - La figure 3, analogue à la figure 2, montre ltécrasement du du dispositif de transfert de chaleur, qui est une phase active préparant l'utilisation du produit contenu. Les figures montrent un dispositif assemblé conforme à la présente invention et qui comprend un conteneur 10 destiné a contenir de la nourriture, de la boisson, ou tout autre corps devant être chauffé ou refroidi au moment de son utilisation. Ce conteneur 10 comprend une partie en cuvette 12 dont l'orifice est recouvert de façon étan- che par un disque 14.. Le rebord 16 de cette cuvette 12 est assemblé, par un dispositif de liaison approprié, avec un rebord 18 qui le chevauche et délimite l'ouverture supérieure d'un réceptacle 20. Le conteneur 10 est donc suspendu et embossé dans le réceptacle 20 ; sa périphérie est à une distance donnée de la paroi latérale du réceptacle 20 et sa partie inférieure à une certaine distance au-dessus de la base 22 du réceptacle 20. On définit ainsi une chambre fermée 24, dont la partie située sous le conteneur 10 a une configuration cylindrique et dont l'autre partie située autour du conteneur 10 a une configuration annulaire. Le réceptacle 20 est une pièce qui a son assise lorsqu'elle est placée verticalement ; il est réalisé de préférence en matière plastique (par exemple en polyôthylène ou en polystyrène) caractérisée par des qualités de résistance, de légèreté et d'absence de réaction chimique avec les produits chimiques dont la réaction permettra le transfert de chaleur. Comme le montrent les figures, la paroi latérale du réceptacle 20 est composée de deux parties ayant des sections droites différentes.La partie inférieure 28 est cylindrique et absolument rigide (en ce sens quelle est incompressible dans le sens axial).Le fond du réceptacle 20 est formé d'un disque 29 qui comprend à sa périphérie un rebord 30 tourné vers le bas. Ce rebord est entouré par I'extrémité inférieure de la paroi 28 du réceptacle et soudé à elle de façon étanche, de préférence par soudage circulaire On peut prévoir, à ltextrémité inférieure de la paroi 28, un retord 32 tourné vers l'intérieur et passant sous le rebord 30 pour en constituer le support La phase du soudage circulaire rend bien sûr definitivemvt solidaires les rebords 30 et 32 Le disque 22 qui constitue la base du réceptacle 20 comprend des nervures régulierement espaèes pour augmenter sa rigidité. La partie supérieure 34 de la paroi latérale du réceptacle 20 prolonge la partie inférieure 28, mais sa configuration est plissée et de diamètre décroissant, ce qui lui donne l'aspect d'un soufflet.Les parties de paroi 28 et 34 peuvent être à l'origine soit une pièce unique soit deux pièces, fabriquées séparément, et ensuite convenablement assemblées, par soudage ou par un autre procédé. La partie supérieure 34 de la paroi est en général en forme de tronc de cône ; son extrémité supérieure, de section droite assez faible, se termine par une partie en saillie 36 cylindrique chevauchant ltextrémité supérieure du récipient 10 pour assurer la liaison avec lui, par l'intermédiaire du rebord 18 qui la termine. Sur les figures, les plis de la partie 34 en forme de soufflet portent la référence 35. Dans deus de ces plis, sont situés, en des points diamétralement opposés, de petits trous 38, dont l'futilité sera précisée plus loin. Les plis de la partie 34 sont de préférence moulés en un matériau qui est relativement flexible et stable, afin que cette partie de paroi puisse réellement occuper la position de non-compression représentée sur la figure 2. Comme on l'a vu plus haut, le conteneur 10 s'embosse à l'intérieur du réceptacle 20 de manière telle que sa surface extérieure se trouve à une distance donnée de la paroi latérale du réceptacle et de son fond ; l'espace ainsi laissé constitue la chambre fermée 24. Cette chambre est destinée à contenir une ampoule fermée 40 fabriquée en une matière plastique cassable dont le contenu est de l'eau, ou tout autre corps nécessaire pour rendre active la dose 42 de produits chimiques qui vont déclencher l'effet de transfert de chaleur et qui sont également enfermés dans la chambre 24. La figure 2 montre que l'ampoule 40 repose sur le disque 29 qui constitue le fond du réceptacle 20, et que la dose 42 de produits chimiques devant permettre le transfert de chaleur est situe tout autour de l'ampoule et à son contact, la Sla région où se. trouve le fond du conteneur 10. Au repose les produits chimiques de la dose 42 sont à ltétat sec et inerte, sous forme de poudre. La nature exacte de ees produits chimiques dépend évidemment de savoir si le contenu du conteneur 10 doit autre chauffe ou refroidi. Le principe de base est que les propriétés des produits chimiques doivent leur permettre de rester inactifs lorsqu'ils sont secs, et de devenir actifs et de permettre le transfert de chaleur seulement lorsqu'ils sont mouillés On remarquera ici que la paroi du conteneur 10 doit de préférence autre réalisée en un matériau mince et bon conducteur de la chaleur, par exemple- en aluminium Au cours de l'assemblage et du remplissage du dispositif de transfert de chaleur conforme à l'invention, la cuvette 12 du conteneur 10 est remplie avec le produit qui, au moment de l'utilisation, doit être chauffé ou refroidi.Le contenu de la cuvette 12 peut être soit de la nourriture soit une boisson soit tout autre corps dont la température au moment de l'utilisation est critique. Une fois le conteneur rempli, on constitue le joint définitif en le coiffant d'un couvercle approprié. On remarquera qu'une partie au moins du joint 94 est mobile par arrachage d'un dispositif 15 à languette. Les détails concernant ce dernier dispositif sont connus des spécialistes des conteneurs et ne seront pas décrits davantage. Le conteneur 10 peut alors être déposé dans le réceptacle 20 en l'introduisant par l'ouverture de la partie cylindrique 36 en saillie vers le haut de la partie de paroi 34 du réceptacle. Le dépit du conteneur 10 peut être réalisé en utilisant le phénomène- d'élasticité elle le col cylindrique 36 en saillie au sommet du réceptacle 20 stécarte pour laisser passer le conteneur puis tend à reprendre sa position d'origine, ce qui établit une liaison par serrage extremement forte au niveau de son extrémité supérieure. La solution que l'on préfère consiste à souder cireulairement le bord supérieur du col 36 en saillie vers le haut de façon à constituer le rebord 18 qui chevauche le rebord de la cuve 12 du conteneur 10. Cette disposition aboutit à suspendre l conteneur 10 au niveau du sommet de la paroi 34, en forme de soufflet, du réceptacle 20. La mise en place du conteneur 10 et de l'ampoule 40 est faite de manière que l'ampoule soit au repos juste en dessous du fond du récipient dans sa position d'assemblage et directement alignée avec lui. Dans la suite normale des phases de montage du dispositif, la dose 42 des matériaux appropriés pour assurer le transfert de chaleur est introduite, à l'étant inerte et sec, par l'ouverture du fond du réceptacle 20, avant la mise en place du disque 29. L'ampoule 40 est aussi introduite, puis on met en place le disque qui constitue le fond 22 du réceptacle, comme on l'a vu précédemment, et on le fixe par soudage circulaire. Le dispositif de transfert de chaleur confore-à la présente invention est destiné à reposer, en position normale, sur son fond. Son aspect extérieur est celui d'un récipient de forme cylindrique surmonté d'une partie tronconique à paroi en forme de soufflet et coiffé du joint 14 que l'on peut ouvrir qui recouvre le contenu du conteneur 10. La phase préparatoire à la mise en oeuvre du dispositif de transfert de chaleur conforme à la présente invention - phase qui permettra la consommation ou toute autre utilisation du contenu du conteneur 10 - consiste simplement à appliquer la paume de la main sur la partie supérieure du dispositif et à exercer dans cette position une poussée axiale dirigée vers le bas. Au moment de cette action, le dispositif est, bien sûr, dans la position réprésentée sur la figure 2. D'une part, la partie 34 de la paroi du réceptacle 20 est suffisamment stable dans sa position verticale non comprimée et suffisamment rigide pour supporter dans cette position le conteneur 10 qui y est suspendu, d'autre part les plis de cette même partie 34 de la paroi du réceptacle sont conçus pour s'écraseur à la manière d'un soufflet sous l'action de la poussée axiale exercée directement. L'exercice et le maintien de la poussée de la paume de la main entraîne donc l'écrasement de la paroi en forme de soufflet sur elle-mGme, et, a un certain moment de ce déplacement, la partie supérieure de la paroi plissée vient en quelque sorte s'emboitier dans la partie inférieure : c'est le passage dans la position centrale, ou point mort. Lorsque le point mort est dépassé, la paroi en forme de soufflet et le conteneur fixé sur elle 10 sont désormais soumis à une poussée dirigee vers le bas, c'estçà-dire vers la partie inférieure 28 de la paroi du réceptacle.Au cours de ce mouvement, déclenché par la poussée axiale et permis gra-ce à la paroi 34 en forme de soufflet du réceptacle, ltextrém-ité inférieure du conteneur 10 vient inévitablement heurter et briser l'ampoule 40 cassable et libérer son contenu liquide. Le contenu liquide de l'ampoule se disperse alors aussitôt dans la dose 42 de produits chimiques qui se trouvent autour de l'ampoule, au-dessus d'elle, et tout autour de la surface extérieure du conteneur 10. Au cours de cette diminution de la longueur axiale du réceptacle 20, la chambre fermée 24 diminue de volume, et le conteneur 10 pénètre profondément à l'intérieur des produits chimiques se trouvant en dessous et tout autour de lui, et qui viennent d'etre rendus actifs. En raison de cette pénétration profonde, les produits chimiques, qui sont maintenant mouillés, s'élèvent le long des parois du conteneur 10. Cette disposition est prévue pour que le transfert de chaleur, qui va alors se produire entre le contenu du conteneur 10 et les produits chimiques de la chambre 24 maintenant devenus actifs, se produise effectivement sur toute l'étendue de ia paroi de ce conteneur 10.On obtient ainsi un échauffement ou un refroidissement du contenu extrêmement rapide et efficace, la nature du transfert de chaleur étant liée au fait que la réaction de la dose 42 de produits chimi- ques est endothermique ou exothermique. On remarquera que les petits trous 38 visibles à la partie supérieure du soufflet sont prévus et placés de façon à empecher l'entrée d'air ou d'humidité dans la chambre 24, sauf à partir du moment où lton comprime la partie 34 en forme de soufflet, où ils s'ouvrent momentanément pour laisser s'échapper l'air enfermé dans la chambre 24 et faciliter le déroulement de l'action précédemment decrite. La nature de la dose des produits chimiques une fois mouillée est telle qu'il se forme une substance analogue à un gel et qui vient boucher, très rapidement au cours de la compression, les trous 38, ce qui vitre des pertes au cours du transfert de chaleur. Le matériau constituant le réceptacle 20 est choisi bien entendu mauvais conducteur de la chaleur afin de n pas être à l'origine de pertes de chaleur dans l'utilisation des dispositifs conformes a la présente invention. Il s'ensuit donc que par la mise en oeuvre de la présente invention1 le contenu du récipient 10 est rapidement chauffé ou refroidi, et que l'utilisateur peut désormais rompre le joint 14 à l'aide du dispositif prévu à cet effet et avoir accès au contenu du conteneur qui se trouve à la température voulue et pret à l'utilisation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif de transfert de chaleur caractérise en ce qu'vil comprend un réceptacle constitue d'une paroi stable, en position verticale, ladite paroi étant conçue de façon à pouvoir se déformer dans le sens axial, et un disposltffi? contenu dans le réceptacle et utilisant la compression axiale de ladite paroi pour déclencher un effet de transfert de chaleur, de nature chimique, à l'intérieur dudit réceptacle. 20) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi comprend une partie compressible dans le sens axial et destinée à etre comprimée. 30) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 1,caractérisé en ce que ledit réceptacle comprend un fond à partir duquel s'élève ladite paroi, et en ce que la partie inférieure du réceptacle est faite d'un matériau stable et résistant aux compressions axiales, tandis que sa partie supérieure en saillie a la forme d'un soufflet et peut se comprimer sous l'action d'une force axiale. 4 ) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite partie en saillie, semblable à un soufflet, constitue l'extrémité supérieure de ladite paroi et est destinée à se comprimer sous l'action d'une poussée axiale. 50) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite partie en saillie, semblable à un soufflet, a une forme tronconique et se termine, du côté du diamètre le plus faible, par une ouverture ménagée dans le réceptacle. 60) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication l, caractérisé en ce que ladite paroi est reliée à la partie comprenant l'ouverture ménagée dans ledit réceptacle et à un conteneur contenant le produit qui doit autre soumis au transfert de chaleur, ce conteneur venant coiffer l'ouverture du réceptacle de façon à constituer un joint avec elle et étant solidaire de l'intérieur de la paroi. 70) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'association du conteneur et du réceptacle forme une chambre fermée et en ce que ladite chambre renferme un dispositif destiné à déclencher en réponse à une compression axiale de la paroi du réceptacle, un effet de transfert de chaleur agissant sur le contenu du conteneur. 80) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre fermée contient une ampoule fermée cassable située sous le conteneur et une dose de matières destinés à assurer le transfert de chaleur, cette ampoule étant placée de façon à être brisée sous l'effet d'une compression axiale de la paroi du réceptacle et le contenu de l'ampoule étant destiné à rendre actives les matières destinés à assurer le transfert de chaleur, afin que ce transfert de chaleur puisse s'effectuer et agir sur le contenu du conteneur. 9 ) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication l, caractérisé en ce que le réceptacle comporte une extrémité supérieure ouverte formant comme le col d'un conteneur, et en ce qu'un. conteneur vient fermer cette partie formant col tout en étant placé à une certaine distance du fond et de la paroi latérale du réceptacle, ce conteneur étant destiné à contenir le produit dont la température doit astre changée au moment de son utilisation, une partie au moins de la paroi du réceptacle ayant la forme d'un soufflet, cette partie de paroi étant stable en elle-même mais pouvant se comprimer de façon à diminuer la longueur axiale du réceptacle et à réduire ltespace existant entre le conteneur et les parois du réceptacle, et à réaliser la projection du conteneur vers le fond du réceptacle pour déclencher le dispositif contenu dans ledit réceptacle et qui engendre le transfert de chaleur de nature chimique agissant sur le contenu du conteneur. 100) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la partie de paroi semblable à un soufflet ne forme qu'une seule et mAme pièce avec ledit réceptacle, et en ce que son diamètre va en diminuant vers la partie formant un col, cette partie formant un joint fermé avec le conteneur et ne faisant qu'une seule et mAme pièce avec ce conteneur qui est suspendu sur elle. li ) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la partie de paroi en forme de soufflet est stable et peut se maintenir d'telle même dans la position non comprimée, et en ce que les plis du soufflet, s'emboitant lors de la compression, permettent à cette partie semblable à un soufflet de. rester verrouillée en position comprimée. 120) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication l, caractérisé en ce qu'une partie de la paroi présente une ouverture pour faciliter la compression de la paroi. 130) Dispositif de transfert de chaleur comprenant une partie flexible de façon à permettre l'application d'une pression vers l'intérieur et à déclencher ainsi un transfert de chaleur, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un réceptacle ayant la forme d'une bouteille, le col dudit réceptacle étant lié à et soutenant un conteneur dirigé longitudinalement à l'intérieur dudit réceptacle en forme de bouteille et espacé du fond et de la paroi du réceptacle, et au moins une partie du réceptacle en forme de bouteille comportant dans la zone du col une configuration en plis de soufflet, de sorte qu'unie pression comprimant le réceptacle dans sa direction axiale produit efficacement une compression de la partie du réceptacle en forme de soufflet et un mouvement du conteneur vers l'intérieur, ce mouvement étant utilisé pour exercer une pression vers l'intérieur. 140) Dispositif de transfert de chaleur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la partie de paroi semblable à un soufflet passe au cours de sa compression par une position de point mort dans laquelle les forces d'expansion du soufflet restent constantes, pour maintenir la contraction du soufflet ainsi obtenue, ce qui délimite une chambre de volume limité pour les éléments qui produisent le transfert de chaleur.