Brevet FR2386858A1 — publié le 19781103

La présente invention concerne les étuves de laboratoires et à usage spécialisé, en biberonnerie par exemple, permettant de oorter et de maintenir des produits divers tels cultures bactériennes en boîtes de Pétri, chromatogrammes sur plaques,biberons de lait en paniers etc., 3 des tempérafures supérIeures ou inférieurs à la température ambiante. Les aonareils actuellement utilisés, sont chauffés par résistances électriques blindées ou non, noyées dans le calorifugeage de l'é- tuve. L'tuve ou étuve-réfrigérateur suivant l'invention permet D'viter l'utilisation de résistances toujours spéciales. D'éviter l'insertion de l'élément chauffant dans le calorifugeage. De réduire notablement l'énergie nécessaire pour aboutir eux mêmes résultats thermiques, toutes conditions d'ambiance étant égales car ailleurs. I) D'obtenir à volonté une température positive ou al- ternativement positive et négative par rapport @ la température d'ambiance par simole manoeuvre d'une commande électrique, manuelle ou programmée dans le temps. Pour parvenir à ces résultsts,les moyens mis en oeuvre sont les suivants Utilisation d'un groupe frigorifinue moto-compresseur unique répertorié en 1 sur toutes figures, comme organe prépondérant,sinon unique de transformation d'énergie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, de plusieurs modes de réalisation de l'invention,donnés à titre d'exemples, non limitatifs. La description se réfère aux fifures annexées, sur lesquelles on a reordsenté Planche 1 :schéma frigorifique (figure 1) et électrique (figure 2) d'une réalisation en étuve simple. Planche 2 : schéma frigorifique (figure 3 ) d'une réalisation en étuve-réfrigérateur avec détail frigorifique du centrale de température "biberon témoin" (figure 4) et un ensemble d'alvéoles indénendantes (figure 3) alimentées par le circuit central,unique Planche 3 : schéme électrique (figure 5) de la même réalisation étuve-réfrigérateur avec détail de boiter "BR" (figure g). Dans toutes les réalisations, le compresseur unique alimenté en courant électrique du réseau, monophasé ou triphasé suivant puissance, hermétique ou semi-hermétique, est inséré dans un circuit frigorifique, chargé suivant les règles de l'art en fluide frigorigène choisi en fonction des-températures à atteindre, positive ou négative, dans les meuble-enceintes repérés 3 sur toutes finures, calorifugés, chargés en matériels, clos par porte hermétique, selon ses caractéristiques critiques, température, pression: R 12, R114, R 113, R 21 par exemple. La dffitente du fluide frigorigène choisi permet par le biais du système de détente repéré 7 sur toutes figures exemple de détente capillaire): En cycle chaud (étuve simple ou étuve-réfrigérateur) de transfé- rer des calories du milieu ambiant extérieur b l'intérieur du meuble-enceinte, l'échangeur externe- repéré 4 sur toutes figures étant alors éva@orateur : l'enceinte est une étuve chaude. En cycle froid (étuve-réfrigérateur), de transférer des calories puisées dans le meuble-enceinte calorifugé vers l'extérieur, l'échangeur interne répertorié 5 sur toutes figuras étant alors évaporateur. Le oremier cas, correspondant à la planche 1, concerne lea étuves bactériologiques utilisées à 370C et 560C notamment, en biologie humaine. En figure 1, le meuble enceinte 3 clos par porte 15, hermtinue, calorifugée, est chargé en bote de Pétri par exemple. L'échangeur 4 est évaporateur, l'échangeur 5 est condenseur. L'as@iration est répertoriée en A, le refoulement en R. La figure 2, flectrique, montre le groupe moto-compresseur l,s@@ klixon de orotection 9, les ventilateurs 12 et 13 des Échangeurs 4 et 5, 13 permettant une très bonne homogénéité thermique à l'intérieur de l'enceinte. Le thermostat réglable 10, de tupe et de précision en accord avec l'usage voulu, régule la température. 1 repère la commande marche -arrêt d groupe motocompresseur, 14 repère les fusibles de pro- tection gffinérale. Dérivés du cas 1, nous trouvons les étuves universelles différen- tes oar la gamm-e de température. Dérivéesdu cas 1, nous trouvons les étuves pour séchage de verrerie rie laboratoire, le ventilateur-extracteur 16 permettant de -renouveler le volume d'air interne par l'aspiration 17 et la cheminée 18, figure I Dérivées du cas l, nous trouvons les étuves-déflagrantes,pour séchage de chromatogrammes par exemple, où les organes électriques mis en @euve (ventilateur 13, extracteur 16 etc...) sont choisis de façon 3 éviter tout risque d'embrasement ou de déflagration. Pour toutes les utilisations citées, des thermostats de garde, thermomètres de contrdle, minuteries, horloges, peuvent être adjoints au circuit, pour commodité pratique, l'aménagement inté- rieur pouvant naturellement varier. Le deuxième cas correspond aux étuve -réfrigérateurs ob la température est réglable au choix, au dessus ou au dessous de la température ambiante extérieure. L'exemple choisi est relatif à une étuve-réfrigérateur monobloc oour biberons. Ceux-ci, en paniers, doivent etre stockés stériles nour conservation à + 40C environ. Ils sont utilisés plus tard onur nourrir des nouveaux-nés, la température de lait pouvant être de 14 C à 320C environ. Les tétées ont lieu toutes les 3 heures par exemple.Avec une hypothèse de 24 tétées simultanées et 6 sé@uences, nous stockons 6 fois 24 biberons remplis dans les alvéoles indépendantes calorifugées Al;A2, A3,A4,A5,A6, dans un mgme temps, figure 3, planche 2, toutes groupées autour d'un circuit "central" à grouse frigorifique unique Le circuit friqorificue C1, secondaire de la blanche 2 corresnond à A 1,C2 à A2 etc. Al renferme un échangeur interne , ventilé 5(1). En cycle froid celui-ci se co-porte comme un évaporateur du circuit frigorifioue global, charge en fluide frinorigène, R 12 par exemple. L'échangeur externe 4 (1), ventile lui aussi se comporte comme un condenseur du m8me circuit. Le @rou@e frigorifique moto-compresseur unique 1, aspire et refoule, la détente s'accomplit en 7 (1) : cycle froid, sens des flèches p@eines, stockage à 40C en cours. Avent la tétée, à l'instant programmé par l'horloge, le système 2 (1) d'inversion de cycle frigorifique, vanna d'inversion de racle électromagnétique monobloc par exemple, inverse le sens du circuit , 4 (l) devient évaporateur et 5 (1) condenseur : cyle chaud : sebs de circulation du fluide frigorigène : flèches en pointillé. Simultanément, la chauffe par résistance aérienne R 1 électrique ventilée Par turbine T (1) démarre, se conj@guant à l'effet frigocplorioue : la température monte rapidement. La régulation $s'opère à partir de la température effective moyenne des lPits sens perte de stérilité. Planche 2, B(1) est un "biberon-témoin", clos et monté à demeure, plein d'un fluide simulant le lait. Deux sondes thermostatiques SX (15 et SZ (1), respectivement antigel et anti-surchauffe y sont immergées. SX commande le contact X fermé pour température supérieure à +4 C Par exemple (réglable). SZ commande le contact Z fermé pour tempérPture inférieure à 320C par exemple (réglable). Le circuit électrique planche 3 montre l'horloge H (1). De O à l'instant tl, circuit froid, branche a non alimentée, X fermé einsi nue Z' relayant Z et Z lui-même, les électrovannes EV1 et EV2 sont ouvertes, la vanne 2 (1) d'inversion de cycle n'est oas alimentée. Disons tout de suite que tous les circuits C2,C3,C4,C5, C6 sont identiques à C1 et racoordés par les collecteurs T1,T2 à l'espiration et au refoulement dti moto-compresseur 1, T4,bouteille de licuide qui sépare les phases du fluide frigorigène @e@mettent un fonctionne@ent correct du @@oups unique. Revenons - C1, cycle froid . si la temp@rature descend sous #r C @@@ exemple, X se ferme. EV1 et EV2 se ferment. Ces électrovannes @e@mettent de découpler le circuit C1 dit secondaire du système central combosé de 1, T1, T2, T4. nu temps tl, la branche a est alimentée , 2(1) est alimente circuit chaud.En dessous de 32 C per exemple (réglable) Z est fermé. R(1) est alimentée ainsi nue sa turbine (T). EVI et EV2 alimentés sont ouverts et C1 est alimente par le circuit dit central. Au dessus de 320C, Z et Z' le relayant s'ouvrent. EVI et EV2 se ferment : circuit secondaire découplé, mais C1 est toujours en chauffe virtuelle pour l'horloge : fermeture Z : redémar- rage de chauffe globele. La sonnerie 5 alerte le personnel à l'heure préaffichée peur la tétée. Le rontact MF permet la chauffe forcée. On oeut initier. un autre cycle froid-chaud grâce à l'horloge. La boite BR relaie tous les contacts X et Z en parallèle, loqicue "ET", par x et z. Le relais R#monté en "alimenté contact fermé" peut interrompre la marche du-oroupe 1. Tout contact X ou Z ouvert demande cet arrêt Par BR en cas de gel ou de surchauffe. L'arrêt du groune moto-compresseur unique 1 protégé per klixon 9 peut d-nc etre obtenu quand une cellule A 1 (exemple) et les cinn autres en réfrigération, séparément programmées, sont en équilibre thermique. L'@n@emble des cases Al, A2, A6 chauffent eu refroidissent, autonomes, à partir d'un compresseur uniQue. Du monobloc à 6-cases derivent-des mon-oblocs à nombre de cases varieble, chenue circuit secondaire comprenant son organe de détente, ses échangeurs ventilés, sa programmation, son système d'inversion de cycle, se résistance aérisenne ventilée, se régulatinn thermostatique double avec biberon témoin", ses électrovannes de découplage (sauf cas à une case). L'ensemble central : groupe unique avec collecteurs et bouteilles de liquide est commun à l'ensemble. Priorité oeut etre donne a à la chauffe par résistance o@ par grouoe, 1 l'une ou l'autre pouvant meme disparaître totalement. t'horloge pouvant demander simultanément arret du groupe et chauffe par résistance dans le cas d'une seule case par exemple. Les @ossibi@ités d'application industrielles de l'étuve et étuve- réfrigérateur suivant l'invention sont nombreuses en Laboratoires de biologie humaine, animale, végétale . bactério- logiques, universelles évaporations de solvants, culture de tissus, biberons création et variations d'ambiances artificielles etc.. REVENDICATIONS lnisnositif de comande de la température positive ou positive et négative oar rapport à la temperature ambiante d'au moins un ob jet à l'intérieur d'au moins un meuble enceinte calorifugé, clos par nnrte hermétiqtle, notamment de biberons, cultures en boîtes de Pé@ri etc., caractérisé en ce qu 'il comprend un groupe fri norifioue uninue, hermétique ou semi-hermétique inséré dans un circuit frigorifique comprenant au moins 2 échageurs dont l'un interne eu meuble enceinte et un organe de détente. 2-Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que utilisé en étuve-réfrigérateur, il comprend une pluralité d'en ceintes circuits secondaires identiques mais autonomes, en parallèle reliés au système central avec chacun des possibilités d'inversion de cycle, de chauffe rapide complémentaire, de moyens de découolage du reste des circuits, de contrôle de température effective moyenne à coeur des matériels stockés. 3- Disoositif suivant la revendication 2 caractérisé par le fait -ue que le groupe unioue central est muni de deux collecteurs et d'une bouteille de liquide. 4- Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé par le fait rue le découplage est assure par deux électrovannes montres sur tout circuit secondaire. 5- Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé par le fait r oue Le contrôle thermostatique est constitué dun' capacité hermé- tique close remplie d'un matériau de simulation avec 2 bulbes thermostatinues @vit@nt l'un le gel , l'@utre la surchauffe, sans toucher au matériel en stock. S- Dispositif suivent la revendication 2 caractérisé en ce nue l'inversion assure par vanne électromagnetique monobloc ou autre moyen permet une chauffe complémentaire de celle d'une résistance électrique aérienne ventilée. 7- Disoositif suivant la revendication 6 caractérise en ce oua l'un ries moyens de chauffe peut disparaître devant l'autre en cas de besoin. 8- Dispositif suivant la revendication 5 caractérisée en ce nue toute dÉpense dangereuse ou inutile d'énergie (gel, surchauffe se traduit par une demande d'arrêt du groupe par logique "ET" complémentairement au découplage du circuit par électrovannes.