Brevet FR2496851A1 — publié le 19820625

DISPOSITIF AUTOREFRICERANT ET AUTOREGULE DESTINE AU REFROIDISSEMENT ET A LA CONGELATION DE PRODUITS ET MATERIAUX DIVERS, ET PROCèDE DE MISE EN OEUVRE La présente invention a trait à un dispositif autoréfrigérant et autorégulé destiné au refroidissement et à la congélation de produits et matériaux divers, et à un procédé de mise en oeuvre. On salt qu'll exlste de nombreux dispositifs pour la congé lotion et/ou la surgélation des produits alimentaires. Ceux-ci sont solt de type statique, soit de type dynamique. Dans le premier cas on dispose les produits à refroidir dans une armoire dans laquelle ils prennent la température que l'on détermine à l'avance. Mals l'on voit les inconvénients d'un tel système résultant avant tout du problème de circulation du fluide réfrigérant surtout lorsque l'on veut un refroidissement raplde qui implique la mise en contact avec un fluide très froid qui doit être renouvelé. Une autre solution egalement largement répandue consiste à placer les produits sur une bande transporteuse dans un tunnel, ou moyen équivalent. Dans ce type de dispositif l'on realise une ventilatlon par tout moyen connu. On peut prévoir des zones de refroidissement dlfférentes de manière à moduler le profil des températures. On peut imaginer un grand nombre de varlantes possibles en jouant soit sur le déplacement du produit, soit sur la circulation du fluide de refroidissement ou encore sur la forme de son apport, par exemple dépôt de neige carbonique que l'on laisse évaporer. L'objet de la présente invention est un nouveau dispositif de conception nouvelle, statique du point de vue mecanique, sauf en ce qui concerne le mode de transport du produit à traiter, et qui évite de faire appel à des systèmes mécaniques tels que compresseurs, ventilateurs, systèmes de dégivrage, regulatlon, etc... Le dispositif selon l'invention repose sur la combinaison de deux moyens l'un constitue par un système Venturi, l'autre sur un dispositif de production de fluide froid à détente tourbillonaire d'un fluide selon l'effet Ranque. On sait que l'effet Venturi est connu depuis très longtemps et l'effet Ranque depuis 1931. l)r a demanderesse a trouve que l'application de la combinaison des deux effets conduit à l'élaboration d'un dispositif tout à fait remarquable. Ce dispositif se caractérise par le fait qu'll comprend un tube à tourbillon 1 dont la zone de plus petite section 2 debouche dans un tube à effet Venturi 3 place dans une encelnte 4 définissant un espace communiquant avec le tube à effet Venturi à sa partie aval, le tube à effet Venturi 3 deflnissant lui-même un espace de traitement 5. Le tube à tourbillon 1 comprend au moins une entrée tangen tille 6 de manière à provoquer un cyclone tournant à grande vitesse. Le tube 1 comprend une extrémité à petit diamètre 2 par laquelle s'écoule le fluide le plus froid, et une extrémité à grand diamètre 7 par laquelle s'échappe le fluide le plus chaud. Par allleurs l'enceinte 4 présente une ouverture 8. Eventuellement le dispositif selon l'invention comprend des instruments de mesure tels que sonde de prise de température 9. Le dispositif selon l'invention est mis en oeuvre de la manière suivante. Le fluide de refroidissement liqulde ou gazeux est introduit de préférence sous pression et à vitesse sonique par l'entrée tangen tlelle 6 dans le tube à tourbillon 1. Le fluide froid passe dans le Venturi 3, dans l'espace 5 dans lequel se trouve disposé le produit à refroidir par exemple sur un support. Crâce à la disposition des tubes 1 et 3 dans l'enceinte 4 il y a recyclage des gaz frolds stationnés dans la zone 10 du tube Venturi 3. De cette manière le système se comporte comme un système isolé, bien que le produit puisse être sur un support mobile. On peut donc protéger le produit par exemple en le mettant sous atmosphère inerte (exemple : protection contre l'oxydation, 1120, etc...). Bien entendu on peut travailler en continu ou en discontinu. De plus le support mobile peut etre remplacé par tout moyen équivalent ou par le produit lui-même lorsque sa configuration le permet. Le fluide servant au refroidissement peut être de toute nature et notamment inerte. I1 peut en particulier être constltué par un gaz qui par détente conduit à l'obtention d'une phase gazeuse et d'une phase solide par exemple du gaz carbonique. Dans ce cas le fluide, avantageusement introduit sous forme liquéfiée conduit à la formation de neige carbonique, c'est-à-dire qu'au niveau du traitement, il est à la fois sous forme solide et gazeuse. Or cette neige a tendance à s'accumuler notamment en 11. Le dispositif selon l'invent ion facilite la sublimation de cette neige. I1 peut également être constitué par un gaz sous forme liqué fiee qui par détente conduit à une phase liquide et une phase gazeuse, par exemple dans le cas de l'azote. La présente invention n'est évidemment pas limitée à la forme de réalisation décrite dans la figure anneXée, celle-ci n'étant donnée qu'à tltre illustratif et nullement limitatif. Ainsi par exemple le tube à tourbillon peut présenter un dispositif à répar- tition symétrique du fluide allmenté tangentiellement tel que panier perforé ou autre. Cet exemple permet de mettre en évidence les avantages du dispositif de l'invention qui permet un bon échange thermique, lequel dépend de plusieurs facteurs dont la temperature de traitement, la surface d'échange, la vitesse de circulatlon du fluide, la difficulté résidant dans la nécessité de répondre à des exigences à la fois mécaniques et thermiques voire thermodynamiques et de ciné tlque chlmlque puisque il peut se produire et des changements de phases, de formes allotropiques et même des réactions chimiques. ssR E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif autorefrigérant et autorégulé caractérise par le fait qu'il comprend un tube à tourbillon 1 dont la zone de plus petite section 2 débouche dans un tube à effet Venturi 3 placé dans une enceinte 4 définissant un espace communiquant avec le tube à effet Venturi 3 en sa partie aval, le tube à effet Venturi 3 définissant lui-m8me un espace de traltement 5. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une entrée tangentielle 6. 3) Procéde de mise en oeuvre du dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on introduit un fluide de refroidissement sous forme liquéfiée par l'entrée tangentille 6 qui, par detente, conduit à l'obtention d'une phase solde et d'une phase gazeuse. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le fluide de refroidissement est constitué par du gaz carbonique. 5) Procédé de mise en oeuvre du dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé par le fait que l'on introduit un fluide de refroidissement sous forme liquéfiée par l'entrée tangentielle 6 qui, par détente, conduit à l'obtention d'une phase liquide et d'une phase gazeuse. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le fluide de refroidissement est constltué par de l'azote.