Brevet FR2487056A1 — publié le 19820122

La présente invention a trait aux liquides transportés dans des citernes mobiles tels que les camions-citernes ou les wagonsciternes et elle concerne plus particulièrement un procédé permettant de refroidir ou de réchauffer ces liquides pendant leur transport. I1 existe peu de méthodes permettant d'abaisser ou d'élever la temperature d'un liquide transporté dans une citerne mobile et celle actuellement la plus employée consiste généralement a refroidir ou à réchauffer le liquide sur place, à l'intérieur de la citerne. La mise en oeuvre de cette méthode consiste notamment a faire circuler un fluide caloporteur autour du volume de liqui de, dans l'enveloppe de la citerne formée a cet effet d'une double paroi. La paroi interne de cette enveloppe assume alors le rôle d'interface thermique entre le liquide et le fluide et autorise des transferts de calories entre ces deux substances. Dans le cas d'un liquide à refroidir, le fluide caloporteur est un réfrigérant qui absorbe les calories accumulées dans la masse de liquide en contact avec la paroi interne de l'enveloppe pour les porter et les évacuer vers un milieu extérieur. D'autre part, il est utile d'ajouter que pour les transports de liquides dans le domaine para-alimentaire, la plupart des lé- gislations nationales interdisent la circulation d'un fluide frigorigène à l'intérieur d'un serpentin-echangeur installe dans la masse de liquide, limitant de-ce fait l'innovation dans ce domaine. Aussi, faisant le bilan de cet etat de fait, la demanderesse a mené des recherches et propose comme aboutissement de cellesci, un procédé de refroidissement ou de réchauffement d'un liquide, objet de la présente invention et remarquable en ce qu'il consiste a faire circuler le liquide hors de la citerne, dans laquelle il est contenu et transporté, et a lui faire subir dans ce circuit exterieur, un abaissement ou une élévation de sa température. L'invention a egalement pour objet un équipement destine a mettre en oeuvre un tel procédé. Cet équipement comprend associé à une citerne mobile, une enceinte calorifugée, étanche et traverse see par ledit liquide circulant au moyen de deux canalisations d'arrive et de sortie, en liaison avec la citerne mobile contenant ledit liquide. Cette enceinte est munie d'un échangeur de chaleur destiné à opérer des transferts thermiques entre le liquide et un fluide caloporteur. L'échangeur de chaleur qui, de préférence, sera un échangeur à plaques, est noyé dans le volume de liquide contenu dans la susdite enceinte et est parcouru par le fluide caloporteur qui lui-même échange hors de l'enceinte des calories avec le fluide frigorigène du circuit thermo-dynamique d'une thermofrigo-pompe. Dans le contexte de l'invention, une "thermofrigo-pompe" est une pompe qui fonctionne soit en chauffage soit en réfrigération par inversion de son cycle de fonctionnement qui consiste à prélever de la chaleur dans un milieu appelé source froide pour la transférer dans un autre milieu, à température plus élevée appelé source chaude. Selon une réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le fluide frigorigène est un dérivé halogéné (fluoré-, chloré, bromé) d'hydrocarbure Iégerdésigne sous le nom commercial de "fréon" alors que le fluide caloporteur est constitué d'une eau glycolée. Les deux fluides circulent à contre-courant dans une canalisation coaxiale d'un serpentin-echangeur servant selon le cycle de fonctionnement choisi, de condenseur ou d'êva- porateur à la thermofrigo-pompe. 'intérêt du procédé et de l'équipement de l'invention par rapport à la méthode évoquée au début du présent mémoire est de prélever une part du volume de liquide contenu dans une citerne mobile, de la réchauffer ou de la refroidir au moyen d'un fluide caloporteur (eau glycolée) non nocif et dont l'utilisation est autorisée dans le domaine para-alimentaire, et enfin de la recycler apres traitement dans la susdite citerne. Ce cycle s'opérant de manière continue permet ainsi d'obtenir une température homogène du volume de liquide transporté dans une citerne mobile. D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la presente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit, donnant à titre d'exemple non limitatif, et en regard des dessins annexés, un mode de réalisation d'un équipement conforme à l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une vue en perspective d'un camion-citerne muni d'un tel équipement La figure 2 est une vue en perspective de cet équipement ; La figure 3 est une vue schématique illustrant le fonctionnement de cet équipement La figure 4 est une vue en coupe verticale selon A d'un compartiment de la citerne représentée à la figure 1. L'équipement 1 représenté sur les dessins des figures 1, 2 et 3 est un équipement frigorifique destine à refroidir ou à maintenir à basse température un liquide L contenu dans la citerne 2a d'un camion-citerne 2. Cet équipement associé à la citerne 2a est en liaison avec le contenu de cette dernière au moyen de deux canalisations 3a et 3b qui, comme on peut le voir aux figures 2 et 3, permettent de faire circuler le liquide L à l'inte- rieur d'une enceinte calorifugée et étanche 4 de l'équipement 1 et ce, au moyen d'une pompe volumétrique 5 installée sur la canalisation d'arrivée 3a A l'intérieur de l'enceinte 4, le liquide L se propage entre les plaques d'un échangeur 6 dans lequel évolue en circuit fermé et au moyen d'une deuxième pompe volumetrique 7 un fluide caloporteur C constitué d'eau glycolée. Le liquide L échange ainsi des calories avec l'eau glycolee C qui circule à contre-courant avec un fluide frigorigène F du type freon dans une canalisation coaxiale d'un serpentin-echangeur 8a servant d'évaporateur à une machine frigorifique 8. Celle-ci se compose classiquement, en plus de l'évaporateur 8a d'un compresseur 8bs d'un condenseur 8c aéré par un ventilateur 9, et d'autres organes non représentés tels que la bouteille anti-coups, le réservoir de liquide (fréon) et le detendeur, permettant d'assurer le cycle de fonctionnement en refrigeration de la machine 8. Selon une caractéristique de l'invention, les entraînements du ventilateur 9 du compresseur 8b des pompes volumétriques 5 et 7, sont des entraînements par courroie couplés sur l'arbre de sortie 10a d'un moteur thermique 10. Cet arbre 10a supporté et guidé par un palier 10b est muni d'un coupleur hydraulique non représente et destiné à autoriser le démarrage du moteur 10 à vide. Ainsi, lorsque le moteur thermique 10 est en service, tous les organes de l'equipement 1 sont actionnés pour assurer le refroidissement du liquide L selon le cycle de fonctionnement suivant. La pompe volumétrique 5 fait circuler le liquide L entre la citerne 2a et l'enceinte 4 à l'intérieur de laquelle le liquide L, en contact avec l'échangeur à plaques 6 cède une partie de ses calories à l'eau glycolée C circulant grâce à la pompe 7, à contre-courant avec le fréon F de la machine frigorifique 8, auquel l'eau glycolée C retrocède les calories prélevées au liquide L. La figure 4 illustre un compartiment 2' a de la citerne 2a, vu en coupe verticale selon A et à l'intérieur duquel débouchent deux dérivations 3' a et 3' des deux canalisations 3a et 3b. b Selon une caracteristique particulièrement avantageuse de l'invention, ces deux dérivations 3'a et 3'b débouchent à l'inte- rieur du compartiment 2la au moyen de deux rampes d'arrosage 11a et 11b respectivement aspirante et refoulante et dont les orifices 12 sont orientés pour la premiere vers le bas du compartiment et, pour la deuxième vers le haut. Cette disposition offre l'avantage de créer des tourbillonnements qui, en garantissant une meilleure répartition du liquide L aspiré et refoulé dans le compartiment 2'as assurent une homogénéisation de la température du volume de liquide L contenu dans celui-ci. Il est evident que de nombreuses modifications et variantes de l'invention peuvent être réalisées en se basant sur les enseignements ci-dessus donnés. Il est par conséquent bien entendu que, sans sortir du cadre des revendications annexées, l'invention peut être mise en oeuvre d'une manière différente- de celle plus particulièrement décrite ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant de refroidir ou de réchauffer un liquide contenu dans une citerne mobile du type camion-citerne ou wagon-citerne, CARACTERISE EN CE QU'il consiste à faire circuler ledit liquide hors de la citerne et à lui faire subir dans ce circuit extérieur un abaissement ou une élévation de sa température. 2. Equipement associe à une citerne mobile et permettant de refroidir ou de rechauffer un liquide contenu dans celle-ci, selon le procédé de la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il comprend associée à la citerne une enceinte calorifugee, étanche et traversée par ledit liquide circulant au moyen de deux canalisations d'arrive et de sortie en liaison avec la citerne mobile, la susdite enceinte étant munie d'un échangeur de chaleur destine à operer des transferts thermiques entre ledit liquide et un fluide caloporteur. 3. Equipement selon la revendication 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit échangeur de chaleur est un échangeur à plaques noyé dans le liquide contenu dans la susdite enceinte et à l'intérieur duquel circule le susdit fluide caloporteur. 4. Equipement selon la revendication 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit fluide caloporteur échange des calories avec le fluide frigorigene du circuit thermodynamique d'une thermofrigo-pompe, les deux fluides circulant à contre-courant dans une canalisation coaxiale d'un serpentin-echangeur servant de condenseur ou d'évaporateur à la susdite pompe. 5. Equipement selon les revendications 2, 3 et 4, CARAC TERISE PAR LE FAIT QUE le fluide frigorigène est un derive halo génie d'hydrocarbure léger alors que le fluide caloporteur est constituée d'eau glycolée. 6. Equipement selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il comprend deux pompes volumétriques faisant circuler l'une le liquide entre la citerne et l'enceinte par l'intermédiaire des deux canalisations d'arrivée et de sortie, et l'autre l'eau glycolée entre le serpentin-échangeur de la thermofrigo-pompe et l'échangeur à plaques installé à l'inte- rieur de l'enceinte. 7. Equipement selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'entraînement des deux pompes volumétriques, celui du compresseur de la thermofrigo-pompe et celui du ventilateur refroidissant le condenseur de cette dernière, sont des entraînements parO courroie couplés sur l'arbre de sortie d'un moteur thermique, lequel arbre est muni d'un coupleur hydraulique pour autoriser le démarrage dudit moteur à- vide. 8. Equipement selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux canalisations reliant l'enceinte étanche à la citerne mobile débouchent à l'intérieur de cette dernière au moyen de deux rampes d'arrosage, l'une aspirante et l'autre réfoulante, est dont les orifices sont orientés vers les parois de la citerne.