Brevet FR2352263A1 — publié le 19771216

La présente invention a pour objet un nouveau procédé et undispositif correspondant pour la production automatique et continue de cubes de glace. Conformément à l'application de l'invention, il est possible de produire, automatiquement et en série, des cubes de glace de configuration uniforme et standard, à des dimensions appropriées pour refroidir spécialement des boissons et des rafraîchissements, pour usage professionnel ou privé. Ces cubes de glace seront limpides et seront constitués par de l'eau ordinaire de façon très économique. Jusqu'à présent, les procédés suivants et les types correspondants de dispositifs sont déjà connus dans l'art antérieur pour la production automatique de cubes de glace, tous étant basés sur le principe du refroidissement de base, On mentionne ci-après les principales caractéristiques de leurs systèmes, avec un bref rapport sur leur efficacité, ainsi que les inconvénients de chaque type et lton concluera finalement par les particularités, les avantages et les nouvelles caractéristiques de la présente invention0 Dans le premier type, l'eau est injectée dans un élément de refroidissement de forme appropriée, par une pompe et un injecteur spécial, pour y être solidifiée afin de former des cubes de glace qui sont dégagés par dégivrage0 L'appareii correspondant est croûteux, parce gu'en dehors de la pompe/de l'invecteur, il doit contenir un interrupteur spécial avec relais, un thermostat pour le volume des cubes de glace et un interrupteur temporisé pour le temps de dégivrage . En outre, le rendement de l'appareil est faible, en raison du temps relativement long qui est nécessaire à la production des cubes de glace, par suite du contact non continu de l'élément réfrigérant avec l'eau, dû à l'aspersion. Dans un autre type, l'élément réfrigérant a la forme d'une plaque et l'eau, amenée par une pompe se solidifie en glace sur cette plaque. L'eau est amenée de façon continue jusqu'à ce que le corps de glace formé acquière l'épaisseur désirée. Dès que cela se produit-, le fonctionnement de la pompe est arrêté et le dégivrage commence.La détection correspondante de cette épaisseur et tordre d'jarreter le moteur de la pompe et de faire démarrer le dégivrage sont donnés au moyen d'une cheville en contact avec la surface de l'eau gelée, et par un système électro:nécanique approprié, comprenant le transfert du corps de glace sur une grille de résistances électriques où ledit corps est fractionné par fusion en cubes de glace, Ce type présente l'inconvénient d'être coûteux et l'expérience a montré qu'il est l'objet de nombreuses pannes, cependant que sa productivité est faible en raison de la surface comparativement petite de l'élément refroidissant et en raison des pertes pendant le fractionnement du bloc de glace. Finalement un autre type est basé sur le principe de la formation de cubes de glace par immersion d'un élément réfrigérant dans un bac d'eau de forme appropriée. Dans ce type, le bac a ses quatre côtés fixés et joins en permanence, et est rempli d'eau au moyen d'une soupape magnétique recevant des ordres d'un interrupteur électrique, qui est excité aussitôt que le bac prend sa ice approprié sous t~ 'élément. Dans le bac se trouve un agitateur déplacé au moyen d'un moteur électrique monté sur un piètement spécial, quand le cube de glace formé atteint l'épaisseur désirée, l'arbre de l'agitateur est freiné. Il en résulte une inclinaison du moteur électrique qui provoque l'excitation d'un relais et donne l'ordre, d'une part, au début de l'opération de dégivrage, et d'autre part, au basculement du bac, à la suite de quoi les cubes de glace sont libérés at dégagent l'élément réfrigérant,l'eau restante étant évacuée. Le bac prend la position inclinée après avoir été commandé par un autre moteur et par un système mécanique sensible de leviers articulés. Comme on peut le voir de ce qui précède, ce type utilise deux moteurs avec une boite de réduction et généralement un mécanisme qui est fragile, sujet à l'usure et aux pannes. De plus, il présente l'inconvénient de ne pas réutiliser le surplus d'eau froide restant dans le bac après la formation des cubes de glace, réduisant ainsi le rendement global et accroissant respectivement la consommation de courant de l'appareil0 La description ci-dessus concerne les types de base, et l'on connaît d'autres types qui en sont des variantes. La présente invention est fondamentalement différente des types ci-dessus, hormis le principe général de refroidissement, qui est bien entendu commun à tous les types, y compris le présent type, et constitue un changement fondamental et original dans la technique de production automatique des cubes de glace, glace auxquels sont obtenus des résultats très améliorés. La présente invention met essentiellement en oeuvre un courant d'eau et réalise le fonctionnement de toutes les parties de l'appareil pour la production automatique,utilisant comme énergie active son écoulement dirigé, de la façon suivante : - par une pompe à eau commandée électriquement, qui met l'eau en mouvement et par le courant résultant, les actions suivantes sont réalisées en combinaison et en coordination : a) le fonctionnement de l'appareil agitateur, b > le transfert et le retour du bac sous l'élément réfrigérant fixe, c) le remplissage du bac avec l'eau nécessaire, et d) le fonctionnement de l'interrupteur pour le commencement et la fin du cycle de production automatique. Spécifiquement, comme la présente invention repose sur le principe général du circuit réfrigérant, on refroidit un élément réfrigérant terminé par des saillies et zestant en permanence à une position fixe telle que ces saillies sont situées au-dessus du bac mobile, lequel bac p; t prendre deux positions. Dans la position de sa formation (comme décrit ci-après) les saillies 4s 1 ' élémenJs éfrigérant sont imse gées dans l'eau, qui dans cette situation remplit le bac, et après le fonctionnement de l'élément réfrigérant, cette eau agitée est progressivement gelée sur les saillies et les cubes de glace sont formés. Pour la production automatique des cubes de glace, on emploie, outre la production de glace constante réalisée comme décrit, la méthode unique suivante appliquée dans aucun des types connus0 Par une pompe de oirculation à qomxands électrique, on alimente en eau les quatre points suivants 2 a) une roue à eau qui déplace un agitateur situé dans le bac formé et conçu (grâce à l'agitation de l'eau) pour obtenir la limpidité des cubas de glace produits, et en même temps pour exciter un interrupteur spécial, qui vérifie l'épaisseur des cubes de glace en formation et qui, quand ceux-ci ont atteint la dimension désirée, donnent l'ordre à un interrupteur électronique d'arrêter la pompe d'entrainement électrique et de suspendre le refroidissement (c 'està-dire la détente du fluide réfrigérant). Par la circulation de retour du fluide réfrigérant maintenant tiède, la séparation des cubes de glace est alors commen- cée;; b) une seconde roue à eau qui déplace le bac à eau à une première position sous l'élément réfrigérant, qui constitue sa position de-formation (finition de la forme) prête à recevoir l'eau pour l'immersion de l'élément, et à une seconde position afin d'évacuer le surplus d'eau et de laisser un espace libre pour la chute des cubes de glace quittant les saillies de l'élément de refroidissement, cette roue à eau maintenant par son action le bac à une place fixe sous l'élément de refroidissement, pendant toute la durée de la formation des cubes de glace c) ce bac à eau, quand il atteint sa position sous l'élément réfrigérant et qu'il a repris sa forme, reçoit alors la quantité d'eau nécessaire d) un interrupteur de type hydraulique spécial, qui détermine le temps à laisser depuis la finition des cubes de glace et du début de leur séparation, jusqu'à la fin de cette séparation, moment auquel cet interrupteur est dans une position telle qu'il fait démarrer à nouveau le fonctionnement de l'appareil, agissant sur l'interrupteur électrique, qui comme indiqué ci-dessus, a préalablement arrêté la pompe à commande électrique et mis en route le retour du fluide réfrigérant. Ces pièces recommencent par conséquent leur fonctionnement afin de continuer la production automatique. L'invention est e*outre caractérisée en ce qu'un côté du bac à eau froide est fixe, tandis que les trois autres côtés aussi bien que le fond sont mobiles et forment des pièces jointes en un seul corps, l'étanchéité du bac étant réalisée au moyen de joncs en caoutchouc sur le bord de contact avec le côté fixe. Durant 12 transfert du bac, l'eau froide restante est évacuée vers un plateau collecteur disposé de façon pratique, dans lequel cette eau est reprise par la pompe de circulation ut remise dans le circuit. Au même moment les cubes de glace formés sur l'élément réfrigérant en saillie sont découverts, et en raison du début du dégivrage, ils en sont détachés, ils tombent sur un tamis et ils sont collectés dans un récipient de stockage pour l'emploi. bu moyen d'un flotteur, un niveau convenable est maintenu dans le plateau collecteur d'eau, la quantité d'eau utilisée pour la production de cubes de glace étant ainsi remplacée automatiquement. Il est évident que le nouveau procédé de production auto matique de cubes de glace selon l'invention, expliqué ci-dessus, diffère fondamentalement des procédés correspondants connus, et consiste en une combinaison nouvelle d'accessoires et d'opérarions qui assurent une structure simple et économique, un fonctionnement sans défaut et une amélior tion sensible du rendement avei ;ne consommation en esut en électricité réduite. La description gui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée0 La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention, en partie arraché pour plus de clarté - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, représentant une variante Comme représenté sur les figures, l'ensemble réfrigérant 1 est alimenté en courant électrique par une fiche et comprend normalement un compresseur, un interrupteur de commande de pression, une soupape magnétique, un déshumidlficateur, un conden seur, une soupape de détente et un élément de détente, non représentés puisqu'ils ne font pas partie de l'invention.L'élément dé.endeur crée le réfrigérant dans l'élément réfrigérant 2, qui a à sa partie inférieure des saillies 3 plongeant dans Liteau contenue dans un bac 4. Par suite du fonctionnement de l'élément réfrigérant, l'eau dans le bac est fortement refroidie, et des cubes de glace 5 d'épaisseur croissant en continu sont créés sur ces saillies. quand les cubes de glace ont atteint la forme et la dimension désirées, l'ordre d'arrêter le refroidissement et de commencer le dégivrage est donné automatiquement, comme expliqué précédemment, et par suite, les cubes de glace sont détachés et se libèrent des saillies0 Le dégivrage est effectué par le retour du fluide réfrigérant maintenant tiède vers l'élément réfrigérant, et la détection du fait que les cubes de glace ont atteint leur dimension désirée est faite par un interrupteur spécial avec un pignon de réduction 6, qui commence à fonctionner aussitôt que la surface solide croissante d'un cube de glace vient en contact avec l'extrémité de la tige de l'interrupteur. Afin e fournir à l'appareil l'eau dont le flux dirigé constitue, comme il est maintenant évident, l'élément actif du fonctionnement automatique, une alimentation d'eau centrale 7 est prévue. Cette alimentation amène de l'eau supplémentalre sur le plateau 8, qui collecte le surplus d'eau du bac 4, par une soupape appropriée commandée par un flotteur 9 de façon que le niveau sous le plateau O soit maintenu constant, A parsis du plateau t, la pompe Il entraîne par la canali sation 10 liteau qui, comme représenté sur le dessin et expliqué précédemment, est envoyée aux quatre parties suivantes a) par le tube d'alimentation 12, à une roue à eau 13, qui, mise en rotation par l'eau, entrai ne l'agitateur 14 qui tourne dans le bac et assure la limpidité des cubes de glace, La mCme roue à eau assure l'arrêt de la formation des cubes de glace, quand, comme indiqué ci-dessus, leur épaisseur atteint la limite prédéterminée, i à ce moment, l'interrupteur spécial 6 *r-t excité, L agitateur a la forme d'un arbre spiral tournant dans bas 4 et partant à son extrémité une paire de roues dentées coopérant avec un système mécanique de broches et de ressorts,de façon à actionner l'interrupteur spécial 6 aussitôt que l'épais seur 6froissante des cubes de glace atteint la limite désnreeO Cet interrupteur donne l'ordre à l'interrupteur électrique de souper le moteur électrique de la pompe à eau 11 et d'ouvrir la soupape ectromagnétique de l'ensemble réfrigérant 1, de façon d'ne part d'arrêter l'alimentation en eau et d'autre part de commencer le retour du fluide réfrigérant et la séparation des cubes de glace formés, comme indiqué ci-dessus. b) Par la canalisation d'alimentation 1), une seconde roue à eau lo qui, entraînée en rotation par l'action du courant d'eau, assure le transfert du bac 4 à la fin de chaque cycle de production de glace0 Ce transfert est exécuté horizontalement au moyen de quatre roues, et se fait à partir ue la position du bac vers la position 4' représentée en trait interrompu, et inversement. Ainsi, ce bac prend deux positions pendant chaque cycle de production : la position 4 sous l'élément réfrigérant 2, dans laquelle a lieu son remplissage en eau et la formation des cubes de glace, et la position 4', dans laquelle le surplus d'eau est évacué vers le plateau collecteur 8 tandis que les cubes de glace formés 5 sont détachés et tombent, et sont,:-etenus par le tamis 17 sur lequel ils glissent et sont collectés dans le récipient de stockage 18. Le mécanisme de transfert du bac comprend des guides hori zontaux 19, sur lesquels roulent des roues supportant le bac, et une courroie de traction du bac, (non representée sur les figures) qui est actionnée par un arbre rotatif sous l'action de la roue à eau 16, par l'intermédiaire d'une paire de pignons 22 servant de réducteur de vitesse0 Une fois le transfert du bac à la position 4 terminé, la pression du courant d'eau sur les aubes de la roue i eau retient le bac dans cette position suss l'élément réfrigérant jusqu'8 la fin de la formation des cubes de glace, moment auquel le bac retourne, sous l'faction de ressorts, i la position 4' tomme décrit précédemment Pour la réalisation de ce transfert, ce bac a trois parois latérales assemblées, déplaçables en bloc, tandis que sa quatrième paroi 20 est fixe. L'étanchéité du bac en position 4 est assurée par des bords en caoutchouc. On notera finalement que le niveau d'eau dans le bac 4 est maintenu constant par un flotteur 21. c) par la canalisation d'alimentation 23 b un interrupteur hydraulique 24, qui en coopération avec l'interrupteur électrique spécial 6 détermine, comme expliqué en détail ci-dessus et comme il résulte de la figure, la période de temps qui doit s'écouler entre le commencement et la fin de la séparation des cubes de glace. Â savoir, l'interrupteur électrique 6 arrête la pompe électrique Il et fait commencer par le retour du fluide réfrigérant (tiède) l'opération de séparation des cubes de glace, tandis que l'interrupteur hydraulique 23 met de nouveau le dispositif en route, agissant sur l'interrupteur 6, ce qui remet en fonctionnement la pompe 11, et le refroidissement de l'élément réfrigérant continue, puisque le bac 4 est retourné à la position en dessous de l'élément et a été rempli d'eau. d) Par la canalisation d'alimentation 25 au bac 4, grâce au système à flotteur 24 qui règle le niveau d!eau dans le bac0 L'é roulement d'eau vers-le bac 4 est bien entendu réalisé après que celui-ci ait repris sa forme par mise en contact de sa paroi latérale fixe 20 avec ses autres pièces mobiles, qui reviennent de la position 4' sous l'action des ressorts Selon une deuxième forme de réalisation, le bac est massif et en une seule pièce, et tourne autour d'une de ses arêtes d'un angle d'environ 50 à 800, sous l'élément réfrigérant.Pendant cette rotation, le bac prend chaque fois deux positions extrêmes: a) une position horizontale sous l'élément réfrigérant, dans laquelle le bac est rempli d'eau qui en conséquence commence la formation des cubes de glace autour des saillies de l'élément réfrigérant, et b) une position basculée dans laquelle l'eau de surplus est évacuée et les cubes de glace formés tombent vers le récipient de stockage après avoir été détachés de l'élément réfrigérant. L'avantage qui en résulte, dû à la modification du mouvement du bac, est que les ressorts de retour du bac sont supprimés, Par suite de cette modification, il n'y a plus de problème d'étanchéité du bac. On notera finalement que cette rotation du bac est réalisée au moyen d'un cadran circulaire denté, tournant grâce à un système de roues d'engrenage par l'énergie d'une des roues à eau du dispositif. La figure 2 représente de façon plus complète et schématl- quement le fonctionnement de la variante de réalisation du dispositif selon l'invention. On notera que pour des raisons de simplification, les références des éléments de la figure 2 semblables à ceux de la figure 1 ont été conservées, seules les parties qui diffèrent de celles de la réalisation précédente seront décrits ci-après. Comme représenté sur la figure 2, des cubes de glace 5 se forment par suite du refroidissement réalisé dans l'unité de refroidissement 1 sur les saillies 3 de l'élément réfrigérant 2, qui sont immergées dans le bac à eau. Quand l'interrupteur spé- cial avec réducteur de vitesse 6 détecte la formation de cubes de glace d'une dimension prédéterminée, il donne l'ordre au ré réfrigérant de 8 'arrêter, et fait débuter le dégivrage pour la séparation des cubes de glace. La conduite d'alimentation d'eau 7 qui alimente le plateau collecteur d'eau 8 grâce au robinet à flotteur 9 et à la pompe à eau 11, qui est alimentée par la canalisation 10, et qui alimente (entre autres) par la conduite d'alimentation 12 la roue à eau 13 actionnant l'agitateur 14, et par la canalisation d'alimentation 15 une seconde roue B.eau 16, sont identiques aux parties correspondantes du dispositif de la figure 1 portant les mêmes références. La roue à eau 16 entraînée par l'eau an circulation déplace, au moyen d'une paire de roues dentées 19 à rapport de transmission approprié, le système à engrenages22 et le cadran circulaire denté 20, au moyen desquels la rotation du bac 4 autour de son arête 26 est réalisée, de sorte que ce bac vient à la position 4'o De cette façon, dans la position 4, le bac est rempli d'eau par le système à flotteur 21 et les cubes de glace sont formés tandis qu'à la position 4', l'eau en excédent est évacuée sur le plateau 8 et les cubes de glace détachés sont retenus sur le tamis 17, et tombent dans le récipient de stockage 180 D'un autre côté, la pompe 11 entraîne par la canalisat; ;on d'alimentation 23 un interrupteur hydraulique 24, qui en coopération avec l'interrupteur électrique spécial 6 détermine de manière précédemment décrite le temps qui doit s'écouler pour' la répétition du. cycle de production automatique de cubes de glace Finalement, la pompe 11 alimente en eau, par la canalisation d'alimentation 25, lebac 4, au moyen u système à flotteur 21 qui règle le niveau d'eau dans ce bac. Comme mentionné ci-dessus, le fonctionnement de ce dispositif est sensiblement analogue au fonctionnement décrit en regard de la figure 1. il va de soi que lXs modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. E V E N D I C A T I O N S I.- Procédé pour la production automatique et continue de cubes de glace, caractérisé en ce qu'il est basé sur l'écoule- ment de l'eau dirigée à l'intérieur d'un arrangement approprié consistant fondamentalement en la combinaison d'une pompe mue électriquement, d'un ensemble réfrigérant, d'un bac à eau dans lequel les saillies d'un élément réfrigérant sont immergées, de deux roues à eau, d'un agitateur pour l'au du bac et d'un système électrohydraulique pour la coordination du fonctionnement de ces unités, de façon à réaliser la production continue et automatique des cubes de glace. 20- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe fait circuler l'eau dans le dispositif afin de realiser en coordination le fonctionnement de l'appareil agitateur, le transfert et le retour du bac sous l'élément réfrigérant fixe, le remplissage du bac de la quantité d'eau nécessaire et le fonctionnement de l'interrupteur spécial pour le fonctionnement automatique, c'est-à-dire pour faire commencer et arrêter le cycle de production automatique. 30- Procédé selonune des revendications précedentes, caractérisé en ce que le bac peut prendre deux positions : une position de formation dans laquelle les saillies de l'élément réfrigérant sont immergées dans l'eau en remplissant le bac et dans laquelle, à la suite du fonctionnement de l'élément réfrigérant, l'eau agitée à l'intérieur du bac est progressivement .ransformée en glace formant ainsi des cubes de glace sur les saillies, et une seconde position vers laquelle la 7?artîe massive du bac (constituée de trois de ses parois latérales et de son fond) est déplacée horizontalement, de façon à évacuer le surplus d'eau restant dans le bac et à laisser un espace libre pour la chute des cubes de glace se détachant des saillies de 1' élément réfrigérant. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cubes de glace sont retenus dans leur chute sur un tamis et rassemblés dans un récipient approprié prêt pour l'usa ge. 5.- Procédé selonuune des revendications précedeutes, caractérisé en ce que la première desdites roues à eau alimentée en eau par la pompe, déplace l'agitateur et en sdne temps actionne un interrupteur spécial qui commande l'épaisseur des cubes de glace en formation, et quand cette épaisseur atteint la valeur désirée, donne 1' ordre à 1 'interrupeur électrique d'arrêter le fonctionnement de la pompe et d'arrêter le refroi pissement dans l'élément réfrigérant afin de commencer le dégi vrage. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dégivrage est réalisé par le retour du fluide réfrigérant devenu tiède, (après arrêt de la détente du fluide réfrigérant) détachant ainsi les cubes de glace des saillies. 7.- Procédé selonZune des revendications précédentes,ca- ractérisé en ce que la seconde desdites roues à eau alimentée en eau par la pompe, déplace le bac dans deux positions, une position de formation des cubes de glace et une position d'6va- cuation de l'eau supplémentaire et des cubes de glace. 8.- Procédé selonluno des revendications précédentes, dans lequel l'intetrupueur spécial est du type hydrauliquç', alimen- té par la pompe, et détermine le temps qui s'écoule depuis la fin de la formation des cubes de glace et le début de leur sépara- tion jusqu'à la fin de cette séparation, réglant ainsi le taux de production continue des cubes de glace. 9.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bac. à eau dans lequel sont immergées les saillies de l'élément réfrigérant, autour desquelles sont formés les cubes de glace, est constitué en une seule pièce, mobile autour d'une de ses aretes qui est fixe, de sorte que ce bac prend successivement et alternativement deux positions, à savoir une position horizontale dans laquelle il est rempli d'eau et une position basculée dans laquelle l'eau restant dans le bac est évacuée. 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans la position horizontale du bac, les cubes de glace sont formés autour des saillies des éléments réfrigérants, tandis que dans la position basculée du bac, les cubes de glace formés, se détachant de ces saillies, à la suite du rOchauffage des éléments réfrigérants, tombent sur un tamis et sont collectés de façon appropriée. 11. Dispositif pour la production automatique et continue de cubes de glace selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la rotation du bac est réalisée au moyen de la seconde roue à eau du dispositif, par un système de pignons et un cadran circulaire denté.