Brevet FR2496854A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne un dispositif de refroidis- sement pour un réservoir sous pression utilisé pour le stockage réfrigéré de boissons, comportant une enveloppe isolante entou- rant étroitement le récipient et composée de deux coquilles placées l'une à côté de l'autre dans un plan horizontal, ainsi que d'un réfrigérateur comportant un serpentin de refroidisse- ment pouvant être raccordé à une tubulure extérieure d'arrivée d'eau de refroidissement et à une tubulure de décharge d'eau de refroidissement et qui est disposée entre le réservoir sous pression et-l'enveloppe isolante en étant placée au contact de la paroi du réservoir. Des boissons, comme notamment de la bière, du vin, de la limonade et autres, sont avantageusement stockées avec réfrigé- ration à des températures d'environ 4 à 100C suivant le type de boisson. A cet égard, il est souhaitable que la boisson soit maintenue de la manière la plus exacte possible à la température qui a été définie comme optimale, notamment en évitant de grande variations temporelles de la température et, également, en évi- tant des stratifications de températures à l'intérieur du réci- pient. L'invention a pour but de permettre l'établissement d'une température de réfrigération aussi uniforme que possible des boissons se trouvant dans un réservoir sous pression. L'invention est caractérisée en ce qu'il est prévu en des- sous de chaque coquille un réfrigérateur dont les serpentins de refroidissement sont reliés en série entre la tubulure d'admis- sion et la tubulure de décharge d'eau de refroidissement, avec interposition d'un tuyau de liaison entre les deux serpentins de refroidissement, qui sont placés en dessous des coquilles, en ce que les réfrigérateurs couvrent ensemble de 50 à 75%, de préférence 67%, de la surface totale du réservoir sous pres- sion, et en ce que la tubulure d'admission de refroidissement et la tubulure de décharge d'eau de refroidissement sont placée! dans le plan de séparation des deux coquilles. Par un refroidissement exercé par le haut et par le bas, on évite qu'il s'établisse une stratification indésirable de températures à l'intérieur du réservoir sous pression. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention se- ront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels:- la Fig. 1 représente en vue en coupe, en partie arrachée, un réservoir sous pression de forme sphérique; la Fig. 2 représente un préparateur d'eau glacée qui est utilisé avantageusement pour la réfrigération du réservoir sous pression de la Fig. 1, la vue étant en partie arrachée; la Fig. 3 montre le circuit du groupe compresseur-réfrigé- rateur pour le préparateur d'eau glacée de la Fig. 2; la Fig. 4 est une vue schématique en perspective d'un ré- servoir sous pression de forme cylindrique; et la Fig. 5 montre le circuit d'un système de régulation à dérivation. Conformément à la Fig. 1, on a désigné par 40 un réservoir sous pression de forme sphérique, qui est constitué avantageu- sement d'une matière plastique armée de fibres de verre et qui sert par exemple au stockage de bière. Ce réservoir sous pres- sion de forme sphérique comporte, en haut et en bas, des ouver- tures 53, 54, disposées coaxialement et qui sont chacune obtu- rées par un couvercle 55, 56. Sur le couvercle 56, il est prévu une tubulure obturable de remplissage 70 et une tubulure obturable de décharge 71 pour le liquide stocké à l'intérieur du réservoir. Sur le couvercle , il est prévu un manomètre 72, un thermomètre 73 ainsi qu'une soupape de sécurité 74. Pour loger ces éléments de robinetterie avec les couvercles associés 55, 56, il est prévu des évidements 59, 60, ménagés dans une enveloppe sphérique en matière isolante, qui se compose de deux coquilles 41, 42, qui se touchent suivant un plan sépa- rateur horizontal 52 et qui entourent étroitement le réservoir sous pression 40, indépendamment des réfrigérateurs 47, 48 qui vont être décrits dans la suite. Ces réfrigérateurs 47, 48 s'étendent dans les volumes intermédiaires 43, 44, existant entre la paroi du réservoir sous pression 40 et les coquilles 41, 42 et ils viennent s'appliquer extérieurement contre la paroi du réservoir sous pression 40; ces réfrigérateurs re- couvrent, à savoir le réfrigérateur 48 dans la moitié supérieure de la sphère et le réfrigérateur 47 dans la moitié inférieure de cette sphère, au total 67% de l'ensemble de la surface du réservoir sous pression. La surface non-couverte par les réfri gérateurs correspond à la zone des robinetterie et à leur voi- sinage immédiat ainsi qu'à la zone du plan séparateur 52. Chacun des réfrigérateurs 47, 48 se compose d'un serpentin de refroidissement, qui s'étend sur la surface de réfrigération correspondante. Les serpentins de refroidissement sont reliés entre eux par un tuyau de liaison 51, qui est placé en dessous des coquilles 41, 42. L'extrémité libre du serpentin du réfri- gérateur inférieur 47 est reliée à la tubulure d'admission 45, tandis que l'extrémité libre du serpentin du refrigérateur 48 est reliée à la tubulure de décharge 46. Les deux tubulures 45, 46 sont placées dans le plan séparateur 52 entre les coquilles et elles sortent de l'enveloppe. Le réfrigérateur 47 peut, en variante, être également forr de deux feuilles de matière plastique étanche à l'eau, ces deui feuilles étant placées dans un volume intercalaire 44 et étant fixées l'une avec l'autre par soudage sous la forme d'un sac aplati. Le volume intérieur du sac est agencé en forme de laby- rinthe par des liaisons soudées établies dans les deux feuilles de manière à obtenir un serpentin de refroidissement à méandreE Le réfrigérateur 48 peut également être agencé en correspondant et être logé dans le volume intercalaire 43. Les deux serpentins de refroidissement sont parcourus par ce qu'on appelle de l'eau glacée, c'est-à-dire de l'eau qui a été refroidie un peu au-dessus du point de congélation, et ils assurent ainsi la réfrigération requise du liquide placé dans le réservoir sous pression, qui est maintenu en cas de besoin, par exemple pous de la bière, sous une pression de gaz carboniq ou d'air. En fonction des propriétés de l'eau à 40C, dans le cas de boissons qui sont essentiellement fabriquées à base d'eau, il se produit dans le réservoir sous pression différents courants de liquide suivant qu'on effectue la réfrigération à 40C ou bien à une température supérieure à 40C, par exemple de 8WC. Des inégalités et des stratifications de températures, qui pourraient résulter de ces courants, sont évitées en prévoyant les deux réfrigérateurs qui font en sorte que le liquide soit pratiquement réfrigéré sur tous les côtés. Un préparateur d'eau glacée conforme à celui indiqué sur les Fig. 2 et 3 est relié à la tubulure d'admission 45 et à la tubulure de décharge 46. Sur la Fig. 2, on a désigné par 1 un récipient d'eau en forme de caisson, ouvert à sa partie supérieure et pouvant être obturé par un couvercle 2, ce récipient comportant des parois latérales 3 à 5, un fond 7 et un couvercle 2, qui sont pourvus d'une structure thermiquement isolante par incorporation d'une mousse de matière plastique. Le récipient d'eau 1 est revêtu intérieurement d'une couche étanche à l'eau, de même que le couvercle 2. A l'intérieur du récipient d'eau 1, il est prévu un serpentin d'évaporation 8 constitué par un tube de cuivre et placé à une certaine distance des parois latérales 3 à 5. Ce serpentin d'évaporation 8 forme l'évaporateur d'un groupe de compression-réfrigération, dont les autres parties sont logées dans un socle 13, sur lequel est monté le réser- voir d'eau 1. Le socle 13 est revêtu sur sa périphérie d'une tôle pourvue de perforations pour le passage d'air et traversée par un serpentin, qui constitue le condenseur 14 du groupe de compression-réfrigération. On a désigné par 15 un ventilateur qui est placé à l'intérieur du socle 13 et qui, en service, fait passer un courant d'air dans le socle, cet-air balayant le condenseur. On a désigné par 16 un compresseur, par 17 un sécheur, et par 18 un tube capillaire qui débouche dans l'évaporateur 8. Il est prévu un appareil de commande 20 qui est sollicité par un détecteur de couche de glace 21 placé sur l'évaporateur 8 et qui, après qu'une épaisseur de glace prédéterminable a été atteinte, arrête le ventilateur 15 et le compresseur 16 jusqu'à ce que l'épaisseur de la glace soit tombée en dessous d'une valeur prédéterminée. Jusqu'à l'évaporateur 8 et au détecteur d'épaisseur de glace 21, toutes les parties du groupe de compression-refroi- dissement sont logées dans le socle 13. Le tuyau 23 et le tube capillaire 18 relié à l'évaporateur, ainsi que le tuyau de commande 24 du détecteur d'épaisseur de glace, sont placés dans un tube 25 étanche à l'eau, qui traverse le fond 7 de façon étanche à l'eau et qui s'étend jusqu'audessus de la hauteur maximale de remplissage du volume 27 du réservoir d'eau 1, définie par la ligne en traits mixtes 26. A la partie supérieure du couvercle 2, il est prévu une pompe centrifuge 32 dont le côté d'aspiration est relié à un tuyau d'admission 28, passant au travers du couvercle et dé- bouchant à sa partie inférieure dans le volume de réservoir 27 Sur le côté de refoulement de la pompe, il est prévu une tubu- lure 29 destinée à être raccordée à la tubulure d'admission 45 Pour le retour de l'eau, il est prévu une tubulure 30 qui est reliée à la tubulure de décharge 46 et qui est fixée extérieu- rement sur le couvercle 2, en étant reliée à un tuyau de retou traversant le couvercle 2 et débouchant dans le volume de ré- servoir 27. Pour la mise en service, le réservoir d'eau 1 est rempli d'eau jusqu'au niveau indiqué par la ligne en traits mixtes 2 puis le groupe de compression-réfrigération est enclenché. L'eau est alors refroidie et, quand elle atteint la températur de 00C, il se forme des couches de glace sur le serpentin de l'évaporateur 8. Grâce à cette réserve de glace, l'eau se trou vant dans le volume de réservoir 27 est maintenue à 0C, c'est à-dire qu'elle constitue ce qu'on appelle de l'eau glacée. Par l'intermédiaire du détecteur d'épaisseur de glace 21 et de l'appareil de commande 20, le groupe de compression-réfri- gération est arrêté lorsqu'il s'est formé une épaisseur de glace suffisante, puis il est réenclenché lorsque l'épaisseur a diminué en dessous de la valeur imposée. On a désigné par 75 une thermo-sonde qui est placée sur le tuyau d'admission 28 et qui sollicite, en fonction de la température de l'eau s'écoulant dans cette zone, par l'inter- médiaire d'un conducteur de commande 76, l'appareil de com- mande 20, en correspondance avec le détecteur d'épaisseur de glace 21. A l'aide de l'appareil de commande 20, on peut programmer celle des deux sondes - à savoir la sonde de mesure d'épaisseur de glace 21 ou la thermosonde 75 - qui doit entrer en action et qui doit arrêter l'autre. Dans l'appareil de commande 20, on peut sélectionner la température à laquelle la thermosonde 75 déclenche un circuit. La Fig. 5 représente un autre circuit comportant un système de régulation à dérivation. Sur la Fig. 5, on a porté symboli- quement les éléments des Fig. 1 et 2 et on les a désignés par les mêmes références numériques que sur lesdites figures 1 et 2. En outre, il est prévu un système de régulation à dérivation qui est entouré par les lignes en traits mixtes et qui comporte un tuyau de dérivation 72, pouvant être fermé à l'aide d'une soupape d'arrêt 79 et qui est branché entre le tuyau d'aspiration 28 et un tuyau de retour 31 assurant la liaison de la tubulure de décharge 46 avec la tubulure de retour 30. Dans le tuyau de retour 31, il est prévu, en aval du tuyau de dérivation 78, une autre soupape d'arrêt 80 et, en amont du tuyau de dérivation 78, une thermosonde 81. Les deux soupapes d'arrêt 79, 80 peuvent être commandées par l'intermédiaire d'un appareil commun 82, qui peut lui-même être sollicité par l'intermédiaire de la thermo- sonde 81 et qui assure l'ouverture du tuyau de dérivation 78 normalement fermé, et la fermeture du tuyau de retour 31 nor- malement ouvert lorsqu'on mesure, à l'aide de la thermosonde 81, une température d'eau de retour qui tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, la condition normale étant à nouveau rétablie lorsque la température de l'eau de retour passe au-dessus de ladite valeur prédéterminée. A la place d'un réservoir sous pression de forme sphérique, on peut également utiliser un réservoir sous pression 89 de forme cylindrique, comme indiqué par exemple sur la Fig. 4. Ce réser- voir sous pression 89 est divisé, le long du plan séparateur 88 qui contient l'axe 86 du cylindre, en deux demi-coquilles 84, 85. Le réservoir sous pression est isolé par une enveloppe isolante 87, qui est également divisée dans le plan séparateur 88 en deux demi-coquilles. Les robinetteries et les réfrigérateurs sont agencés sur la Fig. 4 en correspondance à ce qui a été indiqué sur la Fig. 1 et, pour simplifier le dessin, ils n'ont pas été à nouveau indiqués sur cette Fig. 4. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, qui peuvent faire l'objet de nombreuses variantes. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de refroidissement pour un réservoir sous pression utilisé pour le stockage réfrigéré de boissons, compo: tant une enveloppe isolante entourant étroitement le récipient et composée de deux coquilles placées l'une à côté de l'autre dans un plan horizontal, ainsi que d'un réfrigérateur comportai un serpentin de refroidissement pouvant être raccordé à une tubulure extérieure d'arrivée d'eau de refroidissement et à ung tubulure de décharge d'eau de refroidissement et qui est dispos entre le réservoir sous pression et l'enveloppe isolante en ét sont reliés en série entre une tubulure d'arrivée d'eau de re- froidissement (45) et une tubulure de décharge d'eau de refroi- dissement d'arrivée d'eau de refroidissement (45) et la tubulure d'éva- cuation d'eau de refroidissement (46) sont placées dans le plar séparateur (52) des deux coquilles (41, 42). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu en haut et en bas du réservoir sous pression (4 et coaxialement par rapport à celui-ci, une ouverture (53, 54) pourvue d'une tubulure pouvant être obturée à l'aide d'un cou- vercle (55, 56), lesdites ouvertures n'étant pas recouvertes par le réfrigérateur associé (47, 48), y compris leur environ- nement immédiat, et en ce qu'il est prévu pour leurs tubulures, un évidement (59, 60) ménagé dans la coquille associée (.41, 42) 3.Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un réfrigérateur (47) se compose d'au moins deux feuilles de matière plastique étanche à l'eau, assemblées par soudage sous la forme d'un sac aplati, dont le volume intérieur est agencé, par des liaisons soudées, sous la forme d'un condui reliant l'entrée à la sortie du sac et s'étendant sous forme de méandres sur toute l'étendue du sac aplati.- 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un préparateur d'eau glacée comportant un groupe de compressionréfrigération (15, 16), dont l'évaporateur (8) est en contactthermique avec l'eau de remplissage d'un réser- voir (1), agencé sous forme d'un récipient thermiquement isolé et pouvant être obturé par un couvercle (2), le volume intérieur dudit récipient étant relié, avec interposition d'une pompe (32), à la tubulure d'arrivée d'eau de refroidissement (45) et à la tubulure de décharge d'eau de refroidissement (46). 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir d'eau (1) porte à sa partie inférieure un socle (13) à l'intérieur duquel sont logées les autres parties du groupe de compression-réfrigération (Fig. 2), et en ce que les tuyaux (18, 23, 24) prévus pour le raccordement de l'évaporateur- (8) aux parties du groupe de compression-réfrigération qui sont logées dans le socle, sont placés dans un tube étanche à l'eau (25), qui traverse de façon étanche à l'eau le fond (7) du réservoir d'eau (1) et qui s'étend verticalement, à l'intérieur du volume de réservoir (27), jusqu'au-dessus du niveau maximal de remplissage (26). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu sur l'évaporateur (8) un détecteur d'épaisseur de glace (21), qui est relié, par l'intermédiaire d'un conducteur placé dans le tube (25), à un régulateur d'épaisseur de glace (20) logé dans le socle (13) et qui commande de son côté le groupe de compression-réfrigération (15, 16) en fonction de l'épaisseur de glace obtenue. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu une thermosonde (21) pour l'eau glacée, qui commande le groupe de compression-réfri- gération (15, 16) en fonction de la température de l'eau glacée. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réservoir sous pression (40) a une forme sphérique et en ce que les deux coquilles (41, 42) sont des coquilles de forme hémisphérique. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réservoir sous pression (89) a un forme cylindrique et est divisé, le long d'un plan séparateur ( passant par l'axe de cylindre (86), en deux demi-coquilles (84, 85). 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu un système de régulation à dérivation (79, 80, 81, 82), qui assure le contournement du réservoir d'eau (1) et qui est placé du côté-refoulement de la pompe (32).