Brevet FR2471336A1 — publié le 19810619

I La présente invention a trait au transport de produits périsables tels que légumes, fruits, et autres produits agricoles et industriels qui doivent être mainte- nus dans une atmosphère contrôlée s'ils doivent arriver dans un état satisfaisant à une destination éloignée. Ha- bituellement, il est nécessaire ou souhaitable de refroi- dir ou même congeler ces produits, mais dans certains cas, il est nécessaire de les chauffer s'ils sont ou si leurs conteneurs sont soumis en cours de route à une atmosphère ambiante excessivement froide. Il est également connu que certains produits frais sont conservés de la meilleure façon dans une at- mosphère modifiée, c'est-à-dire pas le mélange normal de gaz et de vapeur de l'atmosphère ambiante, mais un mélan- ge spécial qui peut contenir des agents de conservation et autres substances dans des proportions adaptées au pro- duit particulier. On connalt déjà bien l'atmosphère mo- difiée la mieux adaptée à de nombreuses variétés de pro- duits alimentaires transportés en vrac de par le monde, et l'application de la technologie d'atmosphère modifiée est à présent largement mise en pratique dans plusieurs continents. Il est naturellement nécessaire, si l'on applique une atmosphère modifiée de fermer hermétiquement le conteneur dans lequel les produits et le mélange de gaz sont reçus. Pour certains produits périssables, il est possible que l'atmosphère modifiée comprenne ou com- porte un liquide. Au cours de la dernière décade, avec l'avène- ment du transport par conteneur, plusieurs navires porte- conteneurs de grandes dimensions particulièrement adaptés au transport de produits périssables ont été conçus et mis en service. Un navire porte-conteneurs réfrigéré ty- pique de cette espèce naviguant entre l'Europe et l'Afri- que du Sud peut transporter un total de 2.762 conteneurs normalisés, dont 712 appelés conteneurs pour fruits pou- vant être réfrigérés et 176 conteneurs pouvant être con- gelés sont transportés dans la cale. A la date de dépôt de la présente demande, sept navires porte-conteneurs de capacité approximativement similaire sont en service en- tre l'Europe et l'Afrique du Sud, et d'autres navires de ce type sur d'autres routes maritimes. Une description complète d'un tel navire se trouve dans un article inti- tulé "Containerschiff 'Transvaal"', publié dans la revue allemande, Hansa, volume 13 (1973), pages 1473-1485. Chacun de ces navires est équipé d'un systè- me de réfrigération par air froid desservant les cales isolées dans lesquelles les conteneurs (eux-mêmes isolés) sont empilés. Une cale typique reçoit 360 conteneurs, empilés par neuf, vingt piles s'étendant en une rangée transversale, et deux telles rangées de piles constituant la cale. Chaque pile de neuf conteneurs est appelée sec- tion. Chaque section est desservie par une colonne de réfrigération située le long de la zone centrale d'une des extrémités verticalement alignées des conteneurs, et contient ses propres serpentins de refroidissement et ca- nalisations pour la délivrance d'air froid et l'extraction d'air après sa traversée des conteneurs. La température à laquelle fonctionne le serpentin de refroidissement peut être régulée individuellement pour chaque colonne de réfri- gération de sorte que différents produits, exigeant diffé- rents degrés de refroidissement, peuvent être logés dans différentes sections; mais chaque conteneur de la même section est soumis à un refroidissement par air à la même température. Les conteneurs utilisés audessous des ponts jusqu'ici ont été fermés hermétiquement et isolés pour empêcher des pertes thermiques et, pour permettre la cir- culation d'air froid, ont eu leur extrémité tournée vers la colonne de réfrigération, réalisée avec deux ouvertu- res, une près du bord supérieur et l'autre près du bord inférieur. La colonne de réfrigération est équipée d'une série d'anneaux gonflables et, lorsque le conteneur est en position et les anneaux gonflés, chaque anneau en- toure une ouverture de la paroi du conteneur. Les an- neaux sont gonflés une fois que la section est garnie, et assurent une étanchéité entre l'embouchure des ouvertu- res et une ouverture correspondante dans la canalisation de la colonne de réfrigération. Il n'a pas été réalisable jusqu'ici d'appli- quer une atmosphère modifiée aux conteneurs transportés dans les cales de tels navires puisque le refroidissement des conteneurs a demandé une circulation en cycle fermé de l'air froid en provenance du système de réfrigération du navire. Une des conséquences a été que l'exposition permanente des produits emballés dans les conteneurs à l'air froid les traversant a sensiblement déshydraté les produits durant les voyages relativement longs en- trepris par les navires, de sorte que les produits n'ar- rivent pas dans leur meilleur état,et certains produits particulièrement sujets a déshydratation n'ont pas été transportables du tout. On connaît des conteneurs qui incorporent dans une de leurs parois, un ensemble de réfrigération qui est actionné par de l'énergie électrique extérieure fournie par un câble qui est enfiché dans une prise dans le conteneur lui-même. Le conteneur est fermé herméti- quement et isolé et il peut contenir une atmosphère mo- difiée qui est refroidie par l'ensemble de réfrigération. L'ensemble de réfrigération est autonome et le conteneur décharge par conséquent dans l'atmosphère la chaleur en- gendrée par le fonctionnement de l'appareil. Ces conte- neurs ne peuvent pas être utilisés dans la cale d'un na- vire porte-conteneurs réfrigéré du type décrit ci-dessus puisque la chaleur qu'ils engendrent serait déchargée dans la cale et élèverait la température à des niveaux inacceptables. De plus, les ensembles de réfrigération individuels, qui exigent un entretien relativement fré- 2471 336 quent, seraient inaccessibles dans une large mesure lors- que les conteneurs sont empilés dans la cale. Un des buts de la présente invention est de résoudre ou de réduire le problème précité, et en parti- culier de permettre à des produits qui sont soumis à une atmosphère modifiée d'être transportés au-dessous du pont par des navires porte-conteneurs ou véhicules de trans- port similaires. Conformément à l'invention, un procédé de transport de produits périssables dans des conteneurs dans un véhicule de transport possédant une source déli- vrant un premier fluide à une température constante à un ensemble de conteneurs, comporte l'opération de soumis- sion du premier fluide, lorsqu'il se trouve à l'intérieur d'un conteneur, à un échange de chaleur avec un second fluide tout en maintenant les premier et second fluides séparés l'un de l'autre, le second fluide constituant une atmosphère modifiée convenable pour la conservation des produits. Le second fluide, constituant l'atmosphè- re modifiée, peut être soumis à une circulation forcée dans le conteneur pour favoriser le processus d'échange de chaleur et pour assurer sa circulation uniforme. Un résultat particulier et surprenant obte- nu grâce à l'invention et impossible jusqu'ici est que différentes atmosphères peuvent être maintenues dans des conteneurs situés dans la même section dans un navire porte-conteneurs réfrigéré du type décrit ci-dessus. Ce- ci permet de transporter dans le même navire une plus grande variété de produits qu'auparavant. De plus, l'invention a pour résultat, par rapport aux navires porteconteneurs existants, que l'air usé extrait des conteneurs n'est pas contaminé par l'hu- midité ou les gaz provenant des produits refroidis, de sorte que l'air de refroidissement n'a pas besoin d'être renouvelé et que le système de réfrigération est plus fa- cile à entretenir. L'invention réalise également un conteneur hermétique et isolé de transport de produits périssables et possédant une ouverture pour l'introduction depuis l'extérieur d'un premier fluide et une ouverture pour sa décharge, le conteneur logeant un échangeur de chaleur dans lequel le premier fluide est agencé pour circuler et subir un échange de chaleur avec un second fluide empri- sonné dans le conteneur et séparé ddu premier fluide. Un autre aspect de l'invention permet l'ins- tallation amovible dans un conteneur, pour le transport de produits périssables, d'un échangeur de chaleur com- portant une enveloppe, des moyens pour supporter l'enve- loppe dans le conteneur, une entrée et une tubulure de décharge dans l'enveloppe pour le fluide destiné à être introduit depuis l'extérieur à travers l'enveloppe, une -série de canalisations reliant les tubulures, et des moyens pour pousser un fluide dans le conteneur à tra- vers l'enveloppe pour subir un échange de chaleur par passage au-dessus des canalisations. Le matériau de l'é- changeur de chaleur est de préférence un métal léger tel que l'aluminium. Dans une forme de réalisation préférée, l'é- changeur de chaleur comporte une première tubulure reliée à l'ouverture d'admission dans la paroi du conteneur pour recevoir le premier fluide de l'extérieur, une série de conduits tubulaires dont l'intérieur communique à une extrémité avec la tubulure et à l'autre extrémité avec une seconde tubulure reliée à l'ouverture de décharge dans la paroi du conteneur, et une enveloppe contenant les conduits et munie d'une entrée pour un fluide em- prisonné dans le conteneur et une sortie pour ce fluide après son-passage sur les surfaces des conduits. Les conduits sont de préférence disposés sen- siblement horizontalement sur les deux côtés d'un conduit vertical central divisé en une tubulure supérieure et en une tubulure inférieure, les conduits sur chaque côté a- yant une extrémité entrant dans le conduit central et leurs autres extrémités entrant dans un collecteur s'étendant verticalement, les deux collecteurs se trouvant sur les bords extérieurs de l'ensemble. L'enveloppe peut contenir un ventilateur ou une pompe pour faire circuler le fluide dans l'intérieur du conteneur à travers l'enveloppe pour subir un échange de chaleur. La figure 1 est une vue en élévation semi- schématique simplifiée d'un navire porte-conteneurs ré- frigéré dans lequel une cargaison de conteneurs est em- pilée au-dessous du pont. La figure 2 est une coupe longitudinale sim- plifiée à grande échelle d'un unique conteneur situé dans une pile dans une cale du navire de la figure 1 et en relation de travail avec une colonne de réfrigération fixe dans le navire, un échangeur de chaleur dans le con- teneur étant représenté en vue latérale avec une partie du côté visible arrachée. La figure 3 est une vue en perspective sim- plifiée de l'avant de l'échangeur de chaleur situé dans le conteneur représenté sur la figure 2. La figure 4 est une élévation antérieure de l'échangeur de chaleur des figures 2 et 3 à grande échelle et avec une partie de sa paroi antérieure arrachée. La figure 5 est une vue en coupe à grande é- chelle d'une partie d'un bout mâle en néoprène contenu dans l'échangeur de chaleur des figures 3 et 4, montrant comment il est fixé dans une ouverture de la paroi termi- nale d'un conteneur. Dans un navire porte-conteneurs réfrigéré ty- pique 10 tel que représenté sur la figure 1, un certain nombre de cales isolées 12 est prévu, recevant chacune une série de rangées de conteneurs normalisés empilés 14, chaque rangée s'étendant transversalement. Chaque pile verticale, constituant une section, est desservie par une 2471336 ' colonne 16 (Figure 2) qui comporte une série de conduits et de chambres dans lesquelles sont contenus un serpentin de refroidissement 18-et un autre équipement. Les colon- nes de réfrigération sont desservies par un ou plusieurs ensembles de réfrigération 20 situés au centre (figure 1) disposés en un endroit commode. Chaque conteneur dans les cales réfrigérées possède des parois isolées et contient un échangeur de chaleur 22 situé à son extrémité interne adjacente à la paroi terminale 15, qui à son tour est adjacente à la colonne de réfrigération 16. La paroi terminale.exté- rieure 17 contient une porte articulée grâce à laquelle l'échangeur de chaleur est introduit initialement dans le conteneur. Comme représenté schématiquement sur la fi- gure 2, chaque colonne de réfrigération comprend sur son extérieur, entre sa surface et la paroi terminale adja- cente 15 de chaque conteneur 14 dans la section, un an- neau gonflable supérieur 24 et un anneau inférieur iden- tique 26. Chaque anneau 24, 26 entoure une ouverture de la paroi terminale du conteneur et constitue un joint d'é- tanchéité entre cette ouverture et une ouverture correspon- dante de la colonne de réfrigération 16 de sortie que de l'air froid peut pénétrer dans le conteneur à travers l'an- neau inférieur 26 et le même air après avoir subi un é- change thermique, peut le quitter par l'intermédiaire de l'anneau supérieur 24 pour retourner au système de réfri- gération. Comme représenté sur les figures 2 à 5, l'é- changeur de chaleur 22 comporte une enveloppe extérieur 28 qui délimite un corps sensiblement aplati sur lequel sont montés des pieds réglables supérieurs et inférieurs 30 sur des goujons filetés qui peuvent être tournés dans des douilles taraudées pour verrouiller l'ensemble en position contre le plancher et le sommet du conteneur lorsqu'il se trouve en position sur la paroi terminale interne 15 du 2 2471.336 conteneur. Faisant face à une telle paroi terminale in- terne, se trouve un bout mâle supérieur 32 en un matériau flexible tel que du néoprène, un bout mâle 34 inférieur similaire étant également prévu. Dans la paroi termina- le 15 du conteneur, le bout mâle supérieur s'étend dans une ouverture circulaire 36 et est fixé contre le bord de l'ouverture par une bague de retenue expansible 37, vu sur la Figure 5, qui est actionnée par un goujon fi- leté 39 et des écrous 41. De façon similaire, le bout mâle inférieur 34 est maintenu de façon hermétique con- tre le bord d'une ouverture inférieure 38 par une ba- gue de retenue expansible. L'échangeur de chaleur 22 est constitué principalement de plaques d'aluminium et de tubes d'a- luminium 40. Les plaques délimitant une chambre verti- cale centrale divisée par une plaque horizontale 42 en une tubulure d'admission inférieure 44 et une tubulure de décharge supérieure 46. Les tubes inférieurs 40 communiquent à leurs extrémités internes avec la tubu- lure 44 et les tubes supérieurs avec la tubulure 46. Les tubes 40 sur le côté gauche de l'échangeur tel que vu sur la figure 5 communiquent avec un collecteur verti- cal 48 et ceux du côté droit avec un collecteur verti- cal 50. Les collecteurs 48, 50 sont fermés à leurs ex- trémités supérieures. Une botte de ventilation 52 dans laquelle est monté un ventilateur 54 (figure 4) s'étend sur toute la largeur de l'échangeur et débouche à sa base dans l'espace de l'enveloppe 28 qui reçoit les tu- bes 40. La base de l'enveloppe 28 est ouverte pour for- mer une sortie des gaz dans le conteneur qui sont aspi- rés dans l'échangeur et poussés vers le bas au-dessus des tubes 40 par l'aspiration du ventilateur 54 et é- jectés dans le corps du conteneur depuis la base de l'é- changeur. Il a été trouvé possible de réaliser l'é- changeur de chaleur relativement économiquement, les pro- cédures de fabrication étant minimisées en montant les tubes 40 dans des viroles de caoutchouc 55 placées dans des ouvertures 56 dans les plaques aux extrémités des tubes 40. Des écrans (non représentés) sont prévus dans l'enveloppe à la base des bouts mâles 32, 34 pour piéger les particulcs indésirables0 Il est évident que l'air froid pénétrant dans le conteneur 14 par l'ouverture 38 en provenance d'un conduit d'air froid 51 dans la colonne 16 traverse la tubulure 44 dans les tubes inférieurs 40 et de là se dirige vers les parties inférieures des collecteurs 48, 50. Il s'élève dans les collecteurs et traverse les tubes supérieurs 40 pour pénétrer dans la tubulure de dé- chagre 46, d'o il quitte le conteneur par l'intermédiai- re de l'ouverture supérieure 36 et retourne à un conduit de décharge 53 dans la colonne de réfrigération 16 pour être recyclé. Le gaz se trouvant dans le conteneur 14 est mis en circulation par le ventilateur 54 en un cycle fer- mé à travers l'intérieur du conteneur et l'intérieur de l'enveloppe 28 de l'échangeur de chaleur, de sorte que des produits stockés dans le conteneur (de façon à ména- ger des passages appropriés pour le gaz) soient conti- nuellement refroidis. Ce gaz sera l'atmosphère particu- lière modifiée choisie pour les produits se trouvant dans le conteneur à cet instant. Il serait naturellement possible, si les cir- constances l'exigeaient, que le même conteneur et échan- geur de chaleur soient traversés par de l'air chaud si les circonstances exigent le chauffage du conteneur plu- tôt que son refroidissement. Si le navire porte-conteneurs devait être agencé de sorte qu'un liquide refroidi ou chauffé, plu- tôt que de l'air, soit mis en circulation à travers le système de refroidissement ou de chauffage à travers les 2471-336 colonnes 16, les échangeurs de chaleur 22 identiques ou très similaires pourraient être utilisés dans les conte- neurs 14. Un dispositif d'étanchéité plus sophistiqué que les anneaux gonflables 24, 26 peut dans ce cas être nécessaire pour éviter des fuites. Des liquides conve- nables sont les réfrigérants secondaires tels que des solutions eutectiques de chlorure de calcium ou de la saumure ou les glycols. La succession d'opérations d'emballage et de transport des produits périssables ressortira claire- ment à la lecture de la description qui précède. Un conteneur vide 14 est tout d'abord ouvert et équipé d'un échangeur de chaleur 22, et les produits périssables sont ensuite chargés dans celuici de manière classique. Une atmosphère modifiée convenable pour le produit particu- lier est introduite dans le conteneur, qui est ensuite fermé et scellé. Les conteneurs sont chargés dans la cale du navire porte-conteneurs. Chaque section desser- vie par une colonne de réfrigération 16 peut être rem- plie de conteneurs portant des produits différents pour- vu qu'ils exigent simplement un fluide de refroidissement à la même température. Lorsque la section est complète, les anneaux gonflables 24, 26 sont activés pour créer des joints d'étanchéité entre chaque conteneur et la colonne de réfrigération 16 et les ventilateurs 24 (qui seront normalement entraînés électriquement par des organes é- lectriques classiques) sont mis en mouvement. L'air froid traversant l'échangeur 22 en provenance de la colon- ne de réfrigération 16 est soumis à un échange de cha- leur pour refroidir les gaz de l'atmosphère modifiée cir- culant à travers l'échangeur 22. Le processus est pour- suivi jusqu'à ce que le navire atteigne sa destination, o le système de réfrigération est coupé, les ventila- teurs 54 sont désexcités, les anneaux 24, 26 sont dégon- flés, et les conteneurs déchargés. Après le déchargement, s'il est nécessaire de refroidir un conteneur pour le reste de son déplace- ment, il est possible de relier au conteneur un ensemble de réfrigération dit fixable, qui est un dispositif ac- tionné électriquement connu qui est fixé de façon amovi- ble à l'extérieur du conteneur et délivre de l'air froid à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 22, de sorte que l'atmosphère modifiée n'est pas perturbée. Lors du trajet de retour, si une atmos- phère dans le conteneur n'est pas nécessaire, l'échan- geur de chaleur 22 peut être retiré. Plusieurs échan- geurs de chaleur 22 peuvent être chargés dans un conte- neur, s'ils sont eux-mêmes transportés. *2471.336 - REVENDICATIONS 1) Procédé de transport de produits périssables en conteneurs dans un véhicule de transport possédant une source délivrant un premier fluide à une tempéra- ture constante à un ensemble de conteneurs, caractérisé par l'opération de soumission du premier fluide, lorsqu'il se trouve à l'intérieur du conteneur (14), à un échange de chaleur (22) avec un second fluide tout en maintenant les premier et second fluides séparés l'un de l'autre, le second fluide constituant une atmosphère modifiée conve- nable pour la conservation des produits. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'opération d'application d'une circulation forcée au second fluide. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'échange de chaleur se produit dans une enve- loppe (28) située à une extrémité du conteneur et en ce que le second fluide est soumis à une circulation forcée à travers l'enveloppe. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le véhicule de transport est un navire (10). ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que deux ou plusieurs conteneurs (14) alimentés depuis la même source de fluide contien- nent des produits différents et en ce que les atmosphè- res modifiées dans les conteneurs sont différentes. 6) Procédé selon l'une des revendications 1 à. , caractérisé en ce que les produits sont refroidis et en ce que les premier et second fluides sont des gaz. 7) Procédé selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le premier fluide est de l'air. 8) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier fluide est un li- quide. 9) Conteneur hermétique et isolé pour le trans- port de produits périssables, caractérisé en ce qu'il possède une ouverture (38) pour l'introduction depuis l'extérieur d'un premier fluide et une ouverture (36) pour sa décharge, le conteneur recevant un échangeur de chaleur (22) dans lequel le premier fluide circule et subit un échange de chaleur avec un second fluide enfer- mé dans le conteneur (14) et séparé-du premier fluide. ) Conteneur selon la revendication 9, caracté- risé en ce que l'échangeur de chaleur (22) est situé de façon amovible à proximité d'une paroi terminale du con- teneur (15). 11) Conteneur selon la revendication 8 ou 9, ca- ractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (22) comporte une première tubulure (44) reliée à l'ouverture d'admis- sion, une série de conduits (40) dont l'intérieur commu- nique à une extrémité avec la première tubulure (44) et à l'autre extrémité avec une seconde tubulure (46) relié à l'ouverture de décharge, et une enveloppe (28) contenant les conduits et munie d'une admission (38) pour un flui- de enfermé dans le conteneur et un orifice de sortie (36) pour ce fluide après son passage sur la surface des con- duits. 12) Conteneur selon la revendication 11, carac- térisé en ce que les conduits (40) sont disposés sensible- ment horizontalement sur les deux côtés d'un conduit ver- tical central divisé en une tubulure supérieure (46) et en une tubulure inférieure (44), les conduits sur chaque côté ayant une extrémité entrant dans le conduit central et leurs autres extrémités entrant dans un collecteur (48, 50) s'étendant verticalement, les deux collecteurs (48, 50) se trouvant sur les bords extérieurs de l'échan- geur de chaleur. 13) Conteneur selon la revendication 12, carac- térisé en ce que l'enveloppe (28) contient des organes (54) pour provoquer une circulation forcée du second fluide à travers l'enveloppe. 14) Echangeur de chaleur pour une installation amovible dans un conteneur de transport de produits pé- rissables, caractérisé en ce qu'il comporte une enve- loppe (28), des organes (30) pour supporter l'enveloppe dans le conteneur, une tubulure d'admission (34) et une tubulure de décharge (32) dans l'enveloppe pour un flui- de destiné à passer depuis l'extérieur à travers l'en- veloppe, une série de conduits (40) reliant les tubulu- res, et des organes (54) pour provoquer une circulation forcée d'un fluide dans le conteneur à travers l'envelop- pe pour subir un échange de chaleur par passage au-des- sus des conduits. ) Echangeur de chaleur selon la revendication 14, caractérisé en ce que les tubulures (44, 46) sont disposées en tant que tubulure supérieure (46) et tubulure inférieure (44) et les conduits (40) sont disposés sensi- blement horizontalement des deux côtés des tubulures, les conduits ayant une extrémité pénétrant dans une des tubulures (44, 46) et l'autre extrémité pénétrant dans un collecteur (48, 50) pénétrant verticalement, un tel collecteur étant prévu sur les deux bords extérieurs de l'échangeur. 16) Echangeur de chaleur selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que les conduits (40) et l'enveloppe (28) sont en aluminium et chaque conduit é- tant supporté de façon hermétique à chaque extrémité dans une virole (55) élastique placé dans une ouverture (56) d'une plaque.