Brevet FR2424493A1 — publié le 19791123

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication de blocs de glace transparente. On sait comment réaliser des blocs de glace transparente consommable sous forme de petits blocs de glace, par le système que l'on appelle le système à ailettes grâce auquel des doigts de congélation de forme ronde ou polygonale sont plongés dans une cuve fixe remplie d'eau.La glace se forme autour desdits doigts de congélation sur lesquels elle s'épaissit, A chaque rangée sont aménagées des roues à aubes rotatives, dénom mées ailettes, qui maintiennent l'eau en mouvement pendant la durée nécessaire pour que les blocs de glace soient devenus assez gros pour que le mouvement des aubes doit arrêté et qu'ensuite, par l'intermédiaire de dispositifs mécaniques appropriés, le processus de dégel et le détachement des blocs de glace soient effectués. Les blocs de glace sont transférés dans un réservoir alors que l'eau restante et qui n'a pas été gelée doit être évacuée pour des raisons d'hygiène. L'ensemble du processus est qualifié de période de congélation. Les aubes rotatives provoquent un mouvement de l'eau chaotique et une surface de L'eau très inégale dans le but d'éliminer de l'eau l'air et le sel qui s'y trouvent dissous, en vue d'obtenir de la glace transparente. Le mouvement de l'eau est réparti dans la masse totale de l'eau de manière incontre et selon des forces variées. Les mouvements de l'eau sont plus forts immédiatement contre les surfaces de la glace qui sont situées les plus proches des aubes que sur les faces qui sont situéesà une distance plus grande des aubes et qui forment un angle avec elles. I1 en résulte qu'il est difficile d'obtenir une régularité de la transparence et de la clarté de la glace de même que de la forme des blocs. En outre, la grandeur des blocs de glace est déterminée par la profondeur à laquelle les doigts de congélation pénètrent à l'intérieur de liteau et par les aubes qui sont aménagées entre les rangées de doigts de congélation. Par ailleurs, la grandeur des aubes correspond à la distance séparant les rangées des doigts de congélation.La transformation de l'eau en petits blocs de glace pour chaque période de congélation est faible du point de vue de la quantité et il faut tenir compte d'une très grande perte d'eau. En raison de la quantité relativement importante d'eau nécessaire pour la production de chaque poids unitaire de glace pour chaque période de congélation, il faut une grande quantité d'énergie pour refroidir la masse d'eau qui est utilisée inutilement et le processus cZ congélation se trouve pro longé dans le temps. Pour produire de la glace en barres, on sait en outre comment obtenir un mouvement de l'eau par un mouvement oscillant de cellules de congélation par rapport à leur point central, lesdites cellules de congélation elles-memes et l'eau qu'elles contiennent étant déplacées selon un mouvement saccadé qui produit des oscillations pendulaires et opposées depuis la surface supérieure jusqu'à la surface du fond des cellules de congélation. Mais dans ce cas également, on ne peut obtenir qu'un mouvement incontrolable et chaotique de l'eau. A proximité du point d'oscillation, on ne peut obtenir aucun mouvement de ltau alors que les plus fortes secousses se produisent dans les zones les plus éloignées du point d'oscillation. On ne peut donc obtenir de cette manière une transparence claire sur la totalité de la masse de la glace, et en outre ce procédé ne permet pas de réaliser de petits blocs de glace. On sait également comment produire un mouvement de l t eau montant et descendant du fait que dans une cuve subdivisée, l'eau est envoyée ou évacuée des zones individuelles par d'un système de pompes ou bien du fait que le volume des zones est alternativement modifié par une paroi intermédiaire mobile. L'objet de l'invention consiste à réaliser d'une façon aussi simple que possible un mouvement de l'eau rendant possible un arrosage vif, régulier et contrôlé des doigts de congélation en utilisant des quantités réduites d'eau pour fabriquer des petits blocs de glace pourvus d'une transparence cristalline Enoutre, l'invention vise à réduire l'énergie et la quantité d'eau utilisées par période de congélation et par unité de poids de blocs de glace transparente consommable, et par ailleurs les blocs doivent euxmêmes avoir une forme régulière qui permet d'obtenir le meilleur effet de refroidissement au moyen d'une surface plus grande. Le but visé est atteint grâce a un procédé de fabrication de blocs de glace transparents amans lequel des doigts de congôlation fixes sont plongés dans une cuve remplie d'eau et l'eau est soumise a un mouvement de montée et de descente rythmique et contrôlé de sa surface en vue d'arroser les doigts de congélation, ce mouvement de montée et de descente étant réalisé sous la forme de vagues continues. Une telle vague continue peut être réalisée de manière avantageuse sous la forme d'une vague allant et revenant d rune paroi de la cuve à l'autre. De manière surprenante, il stest avéré que les doigts de congélation fixes n'interrompent pas la vague effectuant son mouvement d'aller et de retour. La vague avec sa crête et son creux baigne les doigts de congélation de façon continue sur la totalité de leur hauteur, de façon intensive et régulière. Il en résulte que la quantité d'eau nécessaire est plus faible que dans les systèmes connus du fait que la hauteur d'arrosage du doigt de con gélation est déterminée par la hauteur du sommet d? la vague. On peut également obtenir une montée et une descente du niveau de l'eau par un mouvement de montée et de descente vertical de la cuve. Lorsque la cuve est soulevée, les doigts de congélation qui sont de plus en plus profondément immergés chassent l'eau de sorte que la surface de l'eau se soulève sous forme d'une vague de refoulement. Lorsque la cuve est descendue, il en résulte à l'inverse un abaissement du niveau de l'eau de sorte qu'ici aussi on obtient un arrosage vertical intensif des doigts de congélation d'une manière également rythmique. Quelle que soit la manière par laquelle les vagues continues sont réalisées, un mouvement horizontal de l'eau peut être superposé au mouvement vertical des vagues. Pour obtenir le mouvement alternatif d'une paroi de la cuve à l'autre i la vague continue, la cuve peut être reliée à un dispositif d'entraînement à bielle et manivelle qui transmet à la cuve un mouvement horizontal de va-et-vient. Ce mouvement de la cuve provoque la formation à c8tô delta vague et en même temps d'un courant d'eau approximativement horizontal de va-et-vient. On obtient ainsi un arrosage optimal des doigts de congélation ou des blocs de glace croissant sur eux aussi bien en direction verticale qu'en direction horizontale. Si des vagues de refoulement sont crées dans l'eau de la cuve par changement de la profondeur de plongée des doigts de congélation, celles-ci peuvent être superposées à un mouvement horizontal de l'eau provoqué par la rotation de la cuve sur son axe médian vertical. Au lieu du dispositif de commande à bielle et manivelle pour la cuve, on peut également prévoir un dispositif d'entrainement par excentrique grâce, auquel on peut faire effectuer à la cuve un mouvement basculant autour d'un point d'oscillation à peu près central. Pour obtenir des vagues d'une hauteur suffisante et d'une régularité constante, il convient que la hauteur de l'eau dans la cuve, la longueur de la cuve dans la direction du mouvement du courant de liteau, l'importance de la course du mouvement horizontal ou basculant de la cuve et le nombre de courses à la minute soient adaptés les uns aux autres. On obtient un rendement optimal lorsque les valeurs suantes sont fixées pour chacun des facteurs Longueur de la cuve en direction du mouvement de 1 t eau : 400mm Hauteur de l'eau à l'ôtant calme : 13 mm Importance de la course : 36 mm Nombre de courses : 42 à la minute. En conservant ces valeurs, on obtient une différence de hauteur optimale entre la hauteur des cretes des vagues et la hauteur des creux des vagues et de ce fait un arrosage optimal des doigts de congélation. Le procédé et les dispositifs selon l'invention nécessitent des quantités d'eau essentiellement plus faibles par période de congélation par rapport au poids de la quantité de glace produite par comparaison Ûvec les systèmes connus. La perte d'eau est également plus faible car la consommation d'eau par rapport à la quantité de glace produite est plusieurs fois plus favorable. La consommation d'énergie est meilleure du fait qu'avec une quantité d'eau plus faible on obtient plus rapidement les températures bassesnecessaires et que les périodes de congélation sont raccourcies.Comme on n'utilise plus les dispositifs agitateurs habituels tels que les ailettes, le nombre de doigts de congélation peut etre presque doublé, ce qui apporte d'autres avantages pour ltexploitation. La construction d'ensemble de la machine à fabriquer de la glace est simplifiée et elle est plus petite par rapport à la quantité de glace produite qu'avec les systèmes connus. Grâce a l'arrosage intensif des doigts de congélation , la transparence de la glace est cristalline. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisationt en référence aux dessins schématiques annexés donnés à titre d'exemples, dessins dans lesquels : La figure 1 représente une vue par dessus d'un système à ailettes connu La figure 2 est une vue par dessus d'un dispositif selon l'invention La figure 3 est une vue latérale et en coupe partielle d'un dispositif selon l'invention La figure 4 représente la hauteur de l'eau dans la cuve ou la profondeur de plongée du doigt de congélation dans le système à ailettes connu La figure 5 représente la hauteur de l'eau ou la profondeur de plongée des doigts de congélation à l'état de repos selon l'invention Les figures 6a - e représentent les crêtes et les creux des vagues successives à cinq intervalles de temps, selon l'invention; et La figure 7 représente un dispositif permettant d'obtenir le mouvement basculant de la cuve selon l'invention. Dans le système à ailettes connu, la cuve 1 et les doigts de congélation 2 sont aménagés fixes sur les tubes évaporateurs 3. Le mouvement de l'eau dans la cuve i est obtenu au moyen de roues à aubes rotatives 4 qui sont aménagées respectivement entre les rangées de doigts de congélation. Les blocs de glace 5 se forment autour des doigts de congélation 2. Selon l'invention, la cuve 6 est renduemobile selon un mouvement alternatif par exemple au moyen d'un dispositif d'entraînement à bille et manivelle 9. Les doigts de congélation 7 fixes peuvent être fixés sur les tubes évaporateurs 8 de façon optimale, rapprochés les uns des autres et en uitlisant la place au maximum. La profondeur de plongée'des doigts de congélation du bien la position de la surface de l'eau 10 dans la cuve à fait de repos dépend de la hauteur que les cretes il des vagues peuvent atteindre et est sSuée bien au dessous de la hauteur d'arrosage possible des doigts de congélation. Par contre, la surface de l'eau 14 dans les formes de réalisation connues (figure 4) est identique à la hauteur d'arrosage des doigts de congélation 2. La surface supérieure de l'eau 12 est inégale en raison des mouvements des roues à aubes rotatives 4. Sur la figure 6 par contre, le mouvement continu de la crête des vagues 11 et du creux correspondant des vagues 13 est obtenu par un mouvement laternatif horizontal de la cuve 6. L'arrosage des doigts de congélation 7 en directions verticale et horizontale se voit clairement ici. La figure 7 représente un dispositif à excentrique 15 qui entraîne la cuve 6 selon un mouvement basculant autour d'un point d'oscillation 16. Du fait des mouvements rythmiques produits, il en résulte une vague continue qui va de paroi à paroi et un mouvement pratiquement horizontal de l'eau qui est analogue à celui de la figure 6. A chaque changement de la direction de la course, la direction du courant de l'eau et la direction de la vague continue changent également, de sorte qu'un mouvement rythmique de va-et-vient des vagues et de l'eau se réalise de lui-meme. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de blocs de glace transparente dans lequel des doigts de congélation fixes sont plongés dans une cuve remplie d'eau, 1'eau étant soumise à un mouvement rythmique contrôlé de montée et de descente de sa surface pour arroser les dots de congélation, caractérisé par le fait qu'on obtient un mouvement de montée et de descente sous la forme de vagues continues. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mouvement de montée et de descente du niveau de l'eau se présente sous la forme de vagues continues effectuant un mouvement alternatif entre une paroi de la cuve et l'autre. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les mouvements de montée et de descente du niveau de l'eau se présentent sous la forme de vagues de refoulement provenant des doigts de congélation. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu' au mouvement vertical des vagues est superposé un mouvement horizontal de 1bau. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le nombre de courses à la minute des mouvements de la cuve et la longueur de la course ou bien la hauteur de la course est adaptée à la haveur de l'eau à 1'état de repos et à la longueur de la cuve de manière qu'une vague d'eau effectue un mouvement de va-et-vient continu d'une paroi de la cuve à l'autre. 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel les doigts de congélation fixes sont plongés dans une cuve remplie d'eau, caracté- risé par le fait que le cuve est montée mobile. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la cuve est reliée à un dispositif d'entraînement à bielle et manivelle qui donne à la cuve un mouvement de va-et-vient en direction horizontale. 8.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que des moyens sont prévus pour modifier la montée et la descente de la cuve par rapport aux doigts de congélation aménagés fixes. 9.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la cuve est pourvue de moyens permettant d'obtenir un mouvement rotatif autour de son axenedian vertical. 10.- Dispositif selon la revendication 6, caractérise par le fait qu'il est prévu un dispositif d'entralnement à excentrique pour réaliser un mouvement basculant de la cuve autour d'un point d'oscillation approximativement situé en son milieu. 11.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la profondeur de plongée des doigts de congélation dans l'eau à l'ôtant de repos est diminuée de la différence de hauteur de la crête des vagues par rapport à la hauteur de l'eau à l'état de repos.