Brevet FR2489488A1 — publié le 19820305

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REFRIGERATION. L'invention concerne un procédé de réfrigération etun un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. On connait déjà des procédés et dispositifs de réfrigération dans lesquels on réalise la vaporisation d'un produit volatil, pour faire le froid. Généralement, ces techniques connues mettent en oeuvre des machines frigorifiques qui ont comme inconvénients de représenter un investissement initial élevé et des frais de fonctionnement prohibitifs, de nécessiter une maintenance et une suveillance de fonctionnement constantes, d'être hautement consommatrices d'énergie et d'etre peu adaptées au cas d'un conteneur à réfrigérer devant être transporté. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle propose à cet effet un procédé de réfrigération dans lequel on procède à la vaporisation d'un produit volatil placé dans un espace clos, caractérisé par le fait qu'on réalise cette vaporisation en plaçant dans l'espace clos un adsorbant assurant également la fixation des vapeurs dégagées. L'invention propose également un dispositif comprenant une première enceinte de réfrigération, une seconde enceinte contenant le produit volatil, placée dans la première enceinte, et assurant des échanges thermiques avec celle-ci ; des moyens de vaporisation du produit volatil contenu dans la seconde enceinte, caractérisé par le fait que ces moyens de vaporation sont constitues essentiellement par un adsorbant placé dans un réservoir en communication avec la seconde enceinte de produit volatil, cet adsorbant assurant en outre la fixation des vapeurs dégagées. L'invention est d'une mise en oeuvre aisée, peu coûteuse en ce qui concerne l'investissement initial, non consommatrice d'énergie, ne nécessitant pas un personnel nombreux ou extrêmement qualifié. Elle peut être appliquée à l'échelle industrielle ou individuelle, à usage domestique. Elle ne présente aucun danger. Préférentiellement, l'adsorbant est ré généré en place. Ce procédé et son dispositif sont tout particulièrement adaptés a la réfrigération temporaire d'un corps. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui suivra en référence à la figure unique annexée qui est une vue schématique d'une forme d'exécution d'un dispositif suivant l'invention. Suivant l'invention, il est proposé un procédé de réfrigération et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le procédé met en oeuvre et le dispositif comporte une première enceinte 1, étanche, dans l'espace clos interne de laquelle est placé le corps (non représenté) à réfrigérer. La première enceinte 1 est adaptée à la nature et à la quantité de corps a réfrigérer. L'enceinte 1 peut se présenter sous la forme d'une citerne, ou d'un caisson, ou d'un récipient à usage domestique. Elle peut être fixe ou mobile. Elle peut etre de forme cylin drique, parallélépipédique ou autre. Elle peut avoir une disposition générale horizontale, verticale, inclinée ou autre. L'enceinte 1 comporte des moyens d'introduction et d'évacuation du corps à réfrigérer, des moyens de contrôle, visualisation, sécurité ou autres. Le cas échéant, l'enceinte 1 comporte des moyens d'isolation thermique. Le procédé met en oeuvre et le dispositif comporte en second lieu une seconde enceinte 2 , contenant le produit volatil non représenté dont la vaporisation est génératrice de froid. La forme de réalisation de la seconde enceinte 2 et sa disposition dans la première enceinte 1 sont telles que la vaporisation du produit volatil et les échanges thermiques entre la seconde enceinte 2 et l'espace interne de la première enceinte 1 sont favorisés ou à tout le moins ne sont pas entraves. A cet effet et préférentiellement, la seconde enceinte 2 comporte , placé à l'intérieur, un média support 3 notamment poreux, recevant.le produit volatil. D'autre part, l'enceinte 2 comporte également préférentiellement des moyens 4 de dissipation du froid produit par la vaporisation du produit volatil. Dans une forme d'exécution possible et non limitative illustrée par les figures, la seconde enceinte 2 comporte une pluralité de conduits 5, de stockage du produit volatil, notamment coplanaires et parallèles les uns aux autres et un conduit collecteur 6 en communication avec les conduits de stockage 5 par des raccords 7. Le média support 3 tel qu'une éponge est placé dans les conduits de stockage 5. Les moyens 4 se présentent sous la forme d'ailettes externes, notamment radiales. Le procédé met en oeuvre le dispositif comportant en troisieme lieu au moins un réservoir 8 ou similaire, renfermant un adsorbant 9 (repré- senté schématiquement)constituant les moyens de vaporisation du produit volati L'adsorbant 9 peut être un corps, préférentiellement solide, notamment connu en soi, susceptible d'adsorber le produit volatil contenu dans la seconde enceinte 2 ou une substance volatile contenue dans ce produit. L'adsorbant 9 peut être régénéré, les vapeurs précédemment adsorbées en étant extraites. Naturellement, la nature de l'adsorbant 9 est adaptée auxproduit ou substances volatiles auxquels il s'applique. L'adsorbant 9 est par exemple des zéolithes, du chlorure de lithium ou autre corps. Le réservoir 8 est préférentiellement garni de moyens 10 de dissipation de la chaleur provenant de l'adsorption tel que des ailettes extérieures. Eventuellement, le réservoir 8 peut comporter des moyens favorisant l'adsorption ou augmentant la capacité d'adsorption de l'adsorbant 9, tel que des moyens de chauffage, des moyens de brassage (non représentés). L'adsorbant 9 pouvant être régénéré est préférentiellement placé à demeure dans le réservoir8. Dans la forme d'exécution illustrée par la figure, le dispositif comprend deux réservoirs ou série de réservoirs respectivement 8a, 8b, de même structure générale destinés à fonctionner, soit en parallèle et simultanément, oit préférentiellement de façon alternée, l'un des réservoirs étant en service tandis que l'autre réservoir est au repos ou en phase de régénération de l'adsorbant 9 qu'il comporte. Les réservoirs 8a, 8b sont en communication étanche avec la seconde enceinte 2, notamment le conduit collecteur 6 par une tubulure il rigide ou souple comportant préferentiellement un conduit 12 associé au conduit collecteur 6 et deux conduits 13a, 13b respectivement associés aux réservoirs 8a, 8b notamment à une extrémité de ceux-ci, par exemple leur extrémité de têtue. Une vanne multi-voies 14 est interposée sur la tubulure 11 à la jonction entre les conduit 12, 13a, 13b. La vanne 14 permet de mettre le conduit 12 en communication avec celui ou ceux des conduits 13a, 13b souhaités. La vanne 14 permet également d'interrompre toute communication entre le conduit 12 et les réservoirs 8a, 8b. Le cas échéant, la vanne 14 comporte également un clapetde réglage associé à des moyens de commande 15 notamment du type comportant un palpeur de température 15a placé dans la première enceinte 1, des moyens de liaison 15b associés au palpeur 15a et un organe d'entrainement 15c associé cinématiquement au clapet de la vanne 14. Naturellement, les fonctions respectives de répartition entre le conduit 12 et les conduits 13a, 13b, d'arrêt de la communication entre le conduit 12 et les réservoirs 8a, 8b, de réglage du débit à travers la tubulure 11 peuvent être remplies partrois vannes distinctes. La seconde enceinte 2 et les réservoirs 8, en communication étanche via la tubulure 11 constituent donc un espace E clos étanche dans lequel sont placés d'une part le produit volatil et d'autre part l'adsorbant 9. Cette coexistence est telle que l'adsorbant 9 peut réaliser une vaporisation notamment sé lective, partielle ou non, du produit volatil, procurant du froid, transmis à l'espace interne de la première enceinte 1. Ainsi, l'évaporation du produit ou des matières volatiles procurant le froid est réalisée en plaçant dans cet espace clos le dit produit et l'adsorbant 9; En outre, l'adsorbant 9 a comme fonction d'assurer la fixation des vapeurs dégagées. Préférentiellement, comme illustré par la figure, mais non exclusivement, les réservoirs 8 sont associés à des moyens de dépression 16 destinés à réaliser un vide partiel dans l'espace clos E afin de favoriser la vaporisation du produit volatil. Ces moyens de dépression 16 peuvent comporter, de façon connue en soi, une pompe à vide 17, montée sur une canalisation d'extraction 18, préférentiellement associée aux réservoirs 8 notamment à leurs extrémités opposées à celles ou se trouvent les conduits 13a, 13b, à savoir leurs extrémités de pieds. Préférentiellement, comme illustré par la figure mais non exclusivement, sont associés au réservoir 8 des moyens d'extraction 19 et des moyens de stockage 20 des vapeurs adsorbées par l'adsorbant 9. Ces moyens 19, 20 sont montés sur une canalisation 21. Les moyens d'extraction 19 peuvent faire l'objet de nombreuses variantes tel que pompe à anneau d'eau ou trompe à eau. Les moyens de stockage 20 placés en sortie des moyens d'extraction 19 se présentent sous la forme générale d'un réservoir. Dans la forme d'exécution illustrée par la figure, le dispositif comporte également des moyens 22 de liaison et de commutation entre les canalisations 18 et 21 et des conduits 23a, 23b placés en pieds des réservoirs 8a, 8~. Ces moyens 22 permettent notamment d'associer indifféremment les moyens de dépression 16 avec l'un ou l'autre des réservoirs 8a, 8b, tandis que les moyens d'extraction 19 et stockage 29 sont associés alors à l'autre réservoir 8b, 8a. Dans une forme d'exécution possible, indicative et nullement limitative, les moyens 22 comportent quatre canalisations 24a, 24b, 24c, 24d sur lesquelles sont interposées quatre vannes 25a, 25b, 25c, 25d. La canalisation 24a relie par exemple le conduit 23a à la canalisation 18. La canalisation 24b relie par exemple le conduit 23b la canalisation 21. La canalisation 24c relie par exemple le conduit 23a à la canalisation 21. Enfin, la canalisation 24d relie alors le conduit 23b à la canalisation 18. Naturellement, il est prévu des moyens de liaison cinématique et d'asservissement des vannes 25a, 25b, 25c, 25d entre elles. Selon une variante possible, les moyens de stockage 20 sont reliés à la seconde enceinte 2 de manière à permettre la restitution au produit volatil des vapeurs précédemment ad sorbées, stockées dans les dits moyens de stockage 20. Dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite, l'un des réservoirs, soit par exemple le réservoir 8a peut être en service, l'adsorbant 9 qu'il contient exerçant sa fonction de vaporisation et fixation du produit ou substance volatile contenue dans la seconde enceinte 2. Dans ce cas, la vanne 25a interposée sur la canalisation 24a est ouverte, les deux vannes 25c, 25d respectivement interposées sur les canalisations 24c et 24d sont fermées. Le réservoir 8b peut alors être dans la phase de régénération de l'adsorbant 9 qu'il contient, auquel cas la vanne 25b interposée sur la canalisation 24b est ouverte. Dans ce cas, il est clair que la vanne 14 assure une communication entre la tubulure 11 et le conduit 13b tout en empêchant la communication entre le conduit 12 et le conduit 13b. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante : Le corps à réfrigérer est introduit dans l'enceinte 1. La vanne 14 est placée de telle manière que la seconde enceinte 2 soit mise en communication avec un réservoir 8 d'adsorbant régénéré. Les éventuels moyens de dépression 16 sont mis en oeuvre. L'adsorbant adsorbe le produit ou substance volatile du produit contenu dans les conduits 5, en provoquant le froid transmis à l'espace interne de l'enceinte 1, donc au corps qui y est placé. Lorsque l'on a atteint un degré de réfrigération satisfaisant du corps placé dans l'enceinte 1, la vanne 14 est disposée de telle manière à interrompre toute communication entre le conduit 6 et les réservoirs 8. On peut alors procéder le cas échéant à la régénération de l'adsorbant précédemment utilisé. Naturellement, les moyens de dépression 16 sont facultatifs et prévus seulement en tant que de besoin. Eventuellement, les moyens 19, 20 d'extraction et stockage sont associés aux réservoirs 8 par des moyens d'association rigide réciproque comportant une vanne d'arrêt, ce qui permet de dissocier les moyens 19, 20 du reste du dispositif, ce qui est avantageux dans le cas d'un dispositif mobile. REVENDICATIONS 1. Procédé de réfrigération dans lequel on procède à l'évaporation d'un produit volatil placé dans un espace clos caractérisé par le fait qu'on réalise cette évaporation en plaçant dans l'espace clos E un adsorbant 9 assurant également la fixation des vapeurs dégagées. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on régénére l'adsorbant 9 en extrayant et en récu pérant les produits ou substances adsorbées et éventuellement on les restitue au produit volatil. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait qu'on réalise un vide partiel simultanément pour le produit volatil et l'adsorbant. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on interrompt totalement ou partiellement la communication entre le produit volatil et l'adsorbant. 5. Dispositif de réfrigération pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant une première enceinte de réfrigération ; une seconde enceinte contenant le produit volatil, placéedans la première enceinte et assurant les échanges thermiques avec l'espace interne de celle-ci; des moyens de vaporisation du produit volatil, caractérisé par le fait que les moyens de vaporisation sont constitués essentiellement par un adsorbant 9 placé dans un réservoir 8 en communication avec la seconde enceinte 2. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de réservoirs 8 destinés à fonctionner soit en parallèle simultanément, soit successivement en des phases distinctes. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'il comporte une tubulure 11 en communication avec la seconde enceinte 2, sur laquelle est interposée une vanne 14 permettant d'interrompre toute communication entre la seconde enceinte 2 et les réservoirs 8a, 8b ou d'assurer sélectivement la communication entre la seconde enceinte 2 et l'un quelconque de ces réservoirs. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que la seconde enceinte 2 comprend des conduits de stockage 5 comportant à l'intérieur un média support 3 pour le produit volatil, reliés à un conduit collecteur 6, les conduits de stockage 5 comportant des moyens de dissipation du froid 4. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de dépressions 16 associés aux réservoirs 8a, 8b à leurs parties extrêmes opposées à celles od ils sont associés à la tubulure 11. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'extraction 19 et de stockage 20 associés aux réservoirs 8a, 8b à leurs parties extrêmes opposées à celles où ils sont associés à la tubulure 11. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens 22 de liaison et de commutation entre les réservoirs 8a, 8b, les moyens de dépression 16 et les moyens d'extraction et de stockage 19, 20.