Brevet FR2237145A1 — publié le 19750207

La présente invention concerne des récipients pour tous liquides qu'il est nécessaire ou avantageux de consommer ou d'utiliser à une température inférieure à la température ambiante. Ces récipients sont caractérisés par la présence, au sein du liquide qu'ils contiennent, d'une capsule contenant un corps tel que l'ouverture de cette capsule y provoque un changement d'état, de nature ou de pression entraînant son refroidissement, et le refroidissement corrélatif du liquide qui 11 entoure Le mode de réalisation le plus simple de l'invention est l'inclusion dans le récipient d'une capsule contenant un gaz sous pression, -susceptible d'être détendu de façon simple, par exemple ltouverture d'un clapet ou d'une vis pointeau, cettedétente entraînant l'abaissement de la température du gaz, et par là de celle des parois de la capsule qui le continent, et le refroidissement corrélatif du liquide qui-baigne la capsule. Les parois de la capsule sont avantageusement munies d'ailettes, ou d'un gaufrage qui en augmentent la surface et accélèrent la transmis sinon des frogories. La détente peut se faire à l'air libre, ou par l'intermédiaire d'un tube, par exemple d'un serpentin, baigné lui aussi par le liquide à refroidir, afin d'éviter la perte de- frmgories dans l'atmosphère. Si ce mode de réalisation est le plus simple, il n'est pas le plus avantageux, car il implique~ le recours àde fortes pressions pour provoquer un refroidissement notable. I1 est plus avantageux dans la plupart des cas de remplir la capsule d'un liquide tel que l'ouverture de la capsule en provoque l'évaporation.Dans ce cas, il peut être avantageux d'éviter que le gaz provenant de l'évaporation se répande dans l'atmosphere, ce qui peut être réalisé, suivant l'invention, en mettant la capsule contenant le liquide à évaporer en communication non avec l'atmosphàre, mais avec une autre capsule contenant un liquide capable de dissoudre le gaz provenant de l'évaporation.Un mode de réalisation parti culièrement intéressant est la mise en communication d'une cap-. suie contenant de l'ammoniac liquide avec une capsule contenant de l-'eau, dont on cannait l'affinité pour llammoniac. Les parois de cette seconde capsule contenant l'eau seront avantageusement isolantes et élastiques, pour se prêter sans inconvénient aux augmentations de température et de pression corrélatives de la dissolution de l'ammoniac gazeux dans l'eau.- Un autre mode de réalisation, particulièrement intéressant, consiste à disposer, à l'intérieur de la capsule réfrmgérante, un corps cristallisé et un liquide susceptible d'en dissoudre les cristaux en produisant du froid, par exemple du nitrate d'ammo niurn et de l'eau.Ces corps peuvent être séparées l'un del'autre par une membrane mince, qu'il suffit alors de déchirer ou d'affacer pour provoquer la réfrigération. La combinaison eau-nitrate d'ammonium présente l'avantage d'être très économique. De plus les récipients suivant l'invention mettant en oeuvre cette combinaison sont bien moin de constituer une cause de pollution, le nitrate d'ammonium étant un excellent engrais, de sorte que l'abandon d'emballages "perdus1, ne fait que contribuer à la fertilité du sol. L'abaissement de température de l'eau par fusion des cristaux de nitrate ammonium étant d'une trentaine de degrés, il est facile de calculer les volumes respectifs de mélange réfrigérant et de liquide à refroidir pour obtenir la température désirée après échange des températures. I1 va de soi que le refroidissement est d'autant plus rapide et energique que les cristaux sont pulvérisés plus finement, que la surface d'échange entre le réfrmgérateur et le liquide à refroidir est plus importante, que les parois communes sont plus conductrices, et que les parois extérieures sont plus isolantes. Un mode de réalisation très simple de cette forme de l'inven tio4 consiste à réserver au sein du récipient une capacité aux parois conductrices simplement réservée au nitrate d'ammonium. Il suffit de remplir cette capacité d'eau pour produire la réfrigération. Il faut cependant noter que si ce mode de réalisa tion diminue le poids du récipient, il ne diminue pas son volume. Dans les modes de réalisation précédemment décrits, la capsule réfrmgérante est placée au milieu du liquide à refroidir. Il va de soi que la disposition inverse peut être adoptée, le réfrmgérant encadrant alors le liquide à refroidir. Les récipients pour liquides affectant le plus souvent une forme cylindrique, il est avantageux, dans toutes les formes de réalisation décrits, de donner aussi une forme cylindrique aux parois contenant les agents réfrigérants. On notera que la façon la plus simple et la plus économique d'augmenter, à capacité égale, la surface de ces parois et par là la transmission des frigories, est d'augmenter la longueur des cylindres et de dimi- nuer corrélativement leur diamètre. Les récipients suivant l'invention affecteront alors la forme-de tubes relativement longs par rapport à leur diamètre. On remarquera que, du moment que la capsule réfrigérante se présente~sous la forme un tube de petit diamètre, il est possible dtincllre ce tube au sein du liquide à refroidir en l'introduisant par le goulot du récipient, auquel il peut de ce fait servir de bouchon.Ce bouchon comportera alors en son centre l'organe - bouton moleté,-vls-, bouton à presser, ou tout autre système - permettant à l'usager de déclancher le processus de réfrigération par llouverblzre du capsulage interne. jans ce mode de réalisation de l'invention, la capsule réfrigérante se pré sente-donc sous la forme d'un tube occupant l'axe d'une bouteille à large goulot; lapartie supérieure de ce tube est légerement évasée ou élargie, et munie éventuellement d'un -filetage, pour s'adapter exactement au goulot de la bouteille. L'utilisation principale de l'invention est le conditionnement ae boissons, dont le consommateur appréciera la possibilité de les consommer fraiches en toutescirconstances. Mais ce n'est pas que dans ce domaine des liquides que l'invention concerne l'indus trie alimentaire, car l'invention s'applique parfaitement å des produits crémeux ou pâteux, et de façon-générale à toutes crèmes, mousses compotes ou entremets qu'il est avantageux de rafraichir ou même de glacer. Cependant, pour cette application particulière il est nécessaire de tenib compte dans la réalisation du mauvais pouvoir conducteur de produits qui-ne peuvent du fait de leur état, être le siège de courants de convection. Les boites réfrigérantes suivant l'invention doivent être telles que le produit qu'elles contiennent soit en tous points à proximité immédiate d'une parois de la capsule-de refroidissement. La façon la plus simple de réaliser l'invention dans ce cas est de diviser la capsule -en un grand nombre de tubes parallèles plongeant au sein du produit à refroidir. Ces tubes, fermés à leur extrémité libre, débouchent dans une capacité commune, qui peut etre solidaire soit du fond de la boîte, soit de son couvercle. Ils sont remplis de cristaux de nitrate d'ammo sium, ou d'autres cristaux fusibles, et le liquide permettant leur fusion endothermique leur est fourni, au moment de m'emploi, par la capacité commune. 04 voit que dans tous ses modes de réalisation, dont quelques exemples seulement viennent d'être décrits, l'invention consiste à déterminer la transformation endothermique d'un corps contenu dans une capsule dont les parois sont ainsi refroidies, et communiquent leur abaissement de température au produit que l'on désire refroidir. Les parois de la capsule seront'donc aussi conductrices que possible, tant par leur matière que par leur forme, alors qu'il est au contraire avantageux de réaliser les parois extérieures du récipient en matière isolante, de façon à diminuer la perte de frigories. La figure annexée concerne le mode de réalisation mettant en oeuvre la réfrigération obtenue par la fusion de cristaux de nitrate d'ammonium dans l'eau. Le produit à refroidir est contenu dans un récipient 1, dans lequel baigne la capsule d'aluminium 2 qui contient le nitrate d'ammonium cristallisé. Cette capsule t cylindrique, de façon à permettre l'opération dlun piston 3 qui peut être actionnépar le bouton moleté 4.Ce piston est zuni don segment d'étanchéité, et son fond est perçé -de quelques trous ne petit diamètre.Il peut comporter aussi des-palettes gomme celle représentée en 5, qui permettent de brasser les cristaux par ot-a- tionvdu bouton moleté. L'eau destinée à la fusion des cristaux est maintenue au dessus du piston par unemembrane souple t en accordéon" 6, qui est sertie en meme temps que la capsule 2 et le couvercle 7.Au moment de l'introduction de l'eau,qui prE e immédiatement le sertiddage de l'ensemble, les petits trous du fond du piston sont obturés au moyen d'une matière volatile, ou de petits bouchons élastiques, susceptibles de sauter quand on tire le piston.( on notera que c'est seulement avant la sertissage qu'il y a lieu de clore ces orifices, l'eau étant maintenue en place, après le sertissage, par la pression atmosphériques le piston étant éventuellement maintenu en position basse par un ressort non représenté par la figure ). Pour refroidir le contenu du récipient avant de le consommer, il suffit de tirer sur le bouton moleté 4, pour faite tomber 1' eau sur les cristaux ; on peut alors accélérer la fusion des cristaux en les brassant par rotations du bouton moleté, ou simplement en agitant le récipient. Il va de soi que le mode de fermeture indiqué ( par sertissage ) n'est montré qu'â titre d'exemple, et quela capsule 2 et son couvercle 7 peuvent parfaitement être combinés de façon à servir de bouchon - par exemple vissé au récipient 1 - qui pourrait être en verre ou en matière plasti que. EVENDICkIONS - 10- Récipients organisés de façon à permettre d'abaisser la tem pérature du produit qu'ils contiennent au moment de le consommer. 20- Récipients suivant 1, dans lesquels la réfrEgération est obtenue par le changement denature, d'état ou de pression de corps contenus dans des capsules plongées au sein du produit à refroifir, ou l'entourant. 30- Récipients suivant 1 et 2, danslesquels le refroidissement des capsules et le refroidissement corrélatif des produits concernés, est obtenu par ltouverture des dites capsules mettant en communication les corps qu'elles contiennent soit avec l'atmosphère, soit avec le contenu d'autres capsules, cette mise en communication provoquant leur transformation endothermique. 40- Les parois des capsules réfrmgérantes et des canaux de transfert éventuels sont gaufrées ou ailetées de façon à accélérer les échanges thermiques entre leur contenu et le produit à réfrigérer. 50- Récipients suivant 01 à 5, dans lesquels les capsules sont remplies d'un gaz sous pression et d'un dispositif permettant de détendre ce gaz, et d'abaisser corrélativement la température. 60- Récipients suivant I à 5, dans lesquels les capsules sont remplies d'un liquide dont l'évaporation, provoquée par I'ouverture des dites capsules, détermine la réfrigération. 7 - Récipients suivant -6, dans lesquels les gaz provenant de l'évaporation sont envoyés non pas directement dans 11 atmosphère, mais dans une autre capsule contenant un liquide capable de les absorber, un exemple remarquable de ce mode de réalisation de l'invention étant la combinaison d'ammoniac liquide et d'eau,dont l'affinité pour le gaz ammoniac permet d'en dissoudre une quantité té importante. & - Récipients suivant 1 à 5, dans lesquels la capsule réfrigérante contient des cristaux dont la dissolution dans un liquide provoque la réfrigération, qui est alors obtenue par la mise en contact desdits cristaux avec ledit liquide , qui peut être introduit au moment de ltemploi, ou disposé à l'avance dans une capsule organisée à cet effet, un exemple remarquable de cette forme de réalisation étant la dissolution dans l'eau de cristaux de nitrate d'ammonium. qO- Récipients suivant 1 à 8-, dans lesquels la capsule réfrigérante est solidaire du bouchon ou du couvercle du récipient. 10 - Récipients suivant 8, munis d'un dispositif permettant d'accélérer la fusion par brassage du mélange réfrxgérant.