Brevet FR2518282A1 — publié le 19830617

Procédé pour contrôler la température d'un appareil et appareils mettant en oeuvre un tel procédé. La présente invention concerne le contrôle de la température d'appareils à corps thermiquement conducteur. Il est nécessaire ou avantageux de pouvoir contre ler la température d'appareils dont le fonctionnement dégage ou absorbe des calories. C'est notamment le cas pour les mélang appareils à compression, sectionnement,moulage, broyage, mélang et analogues, couramment utilisés dans l'industrie alimentaire ou pharmaceutique, et notamment les hachoirs à viande Des problèmes analogues sont également à résoudre dans les apparéils où le dégagement ou lssabsorbtion de calories sont dts, non pas au fonctionnement de l'appareil lui-meme, mais aux réactions qui se produisent au sein de la masse de substance à traIter contenue dans l'appareil C'est notamment le cas des mélangeurs ou réacteurs utilisés dans l'industria chimique.Le problème se pose plus particulièrement pour les appareils de laboratoire pour lesquels on ne dispose généralement pas de dispositif d'absorption de calories peu encombrant, peu onéreux et cependant efficace. L'invention a pour objet un procédé pour contrôler la température d'un appareil à corps thermiquement conducteur caractérisé en ce qu'il consiste à ménager sur ce corps au moins une surface de forme complémentaire de celle d'une face d'un module thermoélectrique, à appliquer la face du module contre la surface complémentaire du corps en bonne conduction thermique, à isoler thermiquement de l'extérieur au moins une partie du reste du corps, et à soumettre l'autre face du modale à l'action d un fluide caloporteur. Afin d faciliter l'échange de température, il est généralemenW avantageux d' appliquer, en bonne conduction thermique, un éle.aent radiant contre l'autre face du module. Pour assurer une borné liaison thermique, il est avantageux d'appliquer la face du module contre la surface de forme complémentaire du bSti,ainsi que l'autre face du module contre un élément radiant, à l'aide de moyens de compression, tels qu'une frette ou un étrier. On peut également assurer cette liaison par soudage ou collage. Il est facile de régler la température des modules thermo-électriques en variant leur tension d'alimentation, ce que l'on peut effectuer sous contrôle d'au moins une sonde thermique. Ainsi, dans le procédé qui fait l'objet de l'invention, on assure le refroidissement ou le chauffage de l'appareil grace à la conductibilité thermique de son corps que l'on isole thermiquement de l'extérieur, afin d'éviter les déperditions ou les gains de calories. Au contraire, dans tous les procédés classiques jusqu'ici préconisés, on enferme le corps de l'appareil dans une enceinte à l'inténeur de laquelle on apporte ou enlève des calories, ce qui augmente l'encombrement des appareils et nécessite, notamment, des groupes frigori fiques indépendants à compression ou absorbtion. L'utilisation de l'effet Peltier, sous forme de modules thermo-électriques, permet la réalisation d'appareils compacts, bon marché, robustes et d'encombrement réduit. Il est facile de régler l'efficacité de tels modules et d'invetser leur fonctionnement par simple inversion de leur courant d'alimentation. L'expérience montre que l'application de chaleur ou de froid,en un ou plusieurs points localisés du corps thermiquement conducteur d'un appareil, assure le refroidissement ou le chauffage dans de bonnes conditions de la substance à traiter contenue dans l'appareil. L'invention a également pour objet un appareil à température contrôlée, mettant en oeuvre le procédé précité, caractérisé en ce qu'il comprend un corps thermiquement conducteur dont une partie de la surface extérieure est liée thermiquement avec une face d'au moins un module thermo-électrique, une partie au moins du reste de la surface extérieure du corps étant recouverte d'une couche d'isolant thermique, une alimentation-en courant continu du module, des moyens de contrôle de cette alimentation, et des moyens d'aération d'au moins l'autre face du module. Un bon échange thermique avec l'atmosphère peut etre aisément oralisé en assurant une bonne liaison thermique de l'autre face du module avec des radiateurs Suivant Uln mode de réalisation particulièrement avantageux, on réalise l'isolant thermique du corps de l'appareil par moulage in situ d'une couche de matériau isolant, notamment de polyuréthane rigide à cellules fermées. Le contre de l'alimentation du module peut être réalisé au moyen d'une sonde thermique actionnant un interrupteur ou,. lorsqu'on déssine un réglage plus précis,des moyens électroniques classiques de réglage de tension de l'alimentation d'un transformateur redresseur alimenté à partir du secteur électrique alternatif. Les moyens d'aération peuvent comprendre simplemen un carter ouvert entourant partiellement le corps et un ventilateur assurant un courant d'air extérieur entre le carter et la face extérieure du module. Les modules thermo électriques utilisables pour la mise en pratique de l'invention peuvent être avantageusement du type constitué par un élément plat en céramique renfermant une pluralité dethermo-couples orientés vers les faces principales de l'élément. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue schématique de face d'un hachoir à viande suivant l'invention t - la figure 2 est une vue schématique et partiellement en coupe suivant la ligne Il-Il, de la figure 1 -; - la figure 3 est une vue schématique en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. Le hachoir à viande représenté sur ces figures comprend essentiellement un corps principal 1, thermiquement conducteur, par exemple en fonte d'aluminium. Sur la face extéricurede ce corps 1, à des emplacements prédéter minés, sont usinées des parties plates sur lesquelles on vient appliquer des modules thermo-électrique 2, 3, 4 et 5. Ces modules thermo-électriques sont maintenus appliqués contre la paroi du corps l, au moyen de plaques 6, 8, 9 et 10 respectivement, munie d'ailettes par exemple en aluminium moulé,qui sont vissées dans la paroi du corps 1. En dehors des emplacements des modules 2, 3, 4, 5, la surface extérieure du corps 1 est recouverte d'un isolant thermique Il que l'on réalise par exemple avec de la mouse de polyuréthane rigide, à cellules fermées, moulé sur place de façon classique à l'aide d'un coffrage léger, éventuellement réutilisable. et LLensemble du corps 1 est maintenu en place/entouré par un carter 7 dans lesfacesavant et arrière duquel sont découpés des évents, tels que 12, 13. Un ventilateur 14 est fixé à l'arrière de l'appareil, au voisinage des évents 13, au moyen d'une console 15 qui supporte également une extrémité d'un axe portant une roue dentée 16, en prise avec une vis sans fin 17, actionnée par un moteur 18. L'autre extrémité 19 de l'arbre de la roue 16 tourillonne dans la paroi du corps 1, dans l'axe du logement du corps de hachoir 20 et vient en prise avec la vis 21 du hachoir. L'autre extrémité de la vis du hachoir 21 tourillonne dans un support alvéolaire 22k et une plaque perforée 23 en entraînant un couteau 24 disposé entre le support 22 et la grille 23. L'ensemble est maintenu de façon classique par un écrou 25 vissé sur un épaulement terminant le corps du hachoir. 20. Le corps du hachoir 20 est fixé de façon aisément amovible à l'intérieur du corps 1 par un dispositif classique, tel qu'un montage à baïonnette (non représenté). Une sonde thermo-électrique 26 est liée à un interrupteur 27 qui coupe le courant d'alimentation du trans- formateur-réducteur 28, alimentant les modules thermoélectriques en fonction de la température de l'air à l'intérieur du carter 7. Un potentiomètre actionné par un bouton extérieur 29 permet de régler la tension d'alimentation du transformateur-réducteur 28, et par là meme, la temp rature des modules thermo-électriques assurant le refroidissement du hachoir. Dans le mode de réalisation représenté, la partie du corps 1 formant manchon autour du corps du hachoir 20 est refroidie par trois modules 3, 4, 5, et le plateau sur lequel est dispose la viande à hacher est refroidi par un seul module 2. On peut varier le nombre et l'emplacement des modules suivant les utilisations envisagées ainsi que suivant les caractéristiques des modules. Ainsi, pour des boucheries ou charcuteries utilisant de façon presque continue un tel hachoir, il est avantageux de refroidir surtout le corps du hachoir, tandis que,lorsque l'utilisation du hachoir est sporadique, il peut etre avantageux de refroidir plutôt le plateau sur lequel repose la viande en attente d'etre hachée. Un couvercle transparent 30 complète l'appareil et évite des déperditions de frigories. Dans un exemple de réalisation pratique, on équipe suivant l'invention un hachoir à viande du commerce du type vendu sous la référence 82 L par la société française DRC. On utilise quatre modules contenant chacun soixante etonzecouples thermo-électriques du type standard vendu par la socHRé américaine Melcor. Ces modules fonctionnent sur courant continu de 12 volts et le matériauthermo-électrique est un alliage quaternaire' dopé de bismuth, telLure, selénium et anti thermoconductrice. moine enfermé entre deux plaques de céramique / Trois de ces modules sont disposés autour du corps du hachoir et un sous le plateau. Un tel ensemble permet de maintenir la température de la viande à hacher entre O et + 50C dans une ambiance de + 15 à + 250C Bien entendu, l'invention n'est-nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté , elle est suceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'invention peut etre aussi bien utilisée pour contrôler la température, généralement en la refroidissant, de substances restant à l'intérieur d'appareils de traitement pendant des périodes de non fonctionnement de ces appareils. C'ast souvent le cas des hachoirs à viande. De meme, les faces extérieures des modules thermos électriques peuvent etre refroidies (ou réchauffées suivant le cas) par tout autre moyen connu qu'une ventilation, notamment par circulation d'un fluide, par exemple avec des radiateurs à eau. rg ELDIcA s 1. Procédé pour contrôler la temperature d'un appareil à corps thermiquement conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste consiste ménager sur ce corps au moins une sur ce de forme complémentaire de celle dQune face dgun module thermoélectrique, à appliquer la face du module contre la surface complémentaire du corps en tonne conduction thermi que, à isoler tbermi?iement d 1 'extérieur au moins une partie du reste du corps et à soumettre l'autre face du module à l'action d'un fluide caloporteur. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu 'on applique e bonne conduction thermique un élément radiant contre l'autre face du module. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on assemble par collage la face du module contre la surface de forme complémentaire du bSti et/ou l'autre face du module contre l'élément radiant. 4. Procédé suivant liune des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'on règle la température du module en variant la tension d'alimentation du-module 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on règle la tension d'alimentation sous contrôle d'au moins une sonde thermique. 6. Appareil de température contrôlée suivant le procédé de l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un corps 1 thermiquement conducteur, dont une partie de la surface extérieure est liée thermiquement avec une face d'au moins un module thermoélectrique 2, 3, 4, 5, une partie au moins du reste de la surface extérieure du corps étant recouverte d'une couche d'isolant thermique ll d'une alimentation en courant continu 28 du module, des moyens de contrôle 26, 27 de cette alimentation, et des moyens d'aération 14 d'au moins l'autre face du module. . -u pareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'autre face du module est liée thermiquement à des ailettes de radiateur 6, 8, 9, lO. 8. Appareil suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'isolant thermique du corps 1 est constitué par une couche moulée in situ de matériau isolant 11. 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'isolant thermique est constitué par du polyuréthane rigide à cellules fermées. lO. Appareil suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de contrôle de l'alimentation du module comprennent au moins une sonde thermoélectrique 26 actionnant un interrupteur 27. ll. Appareil suivant l'une des revendications 6 à lo, caractérisé en ce que les moyens d'aération comprennent un carter ouvert 7 entourant partiellement le corps 1 et un ventilateur 14 assurant un courant d'air extérieur au moins entre le carter et la face extérieure du module 2, 3, 4, 5. 12. Appareil suivant l'une des revendications 6 à li caractérisé en ce que le module thermoélectrique est constitué par un élément plat en céramique renfermant une pluralité de thermocouples orientés vers les faces principales de l'élément. 13. Appareil suivant l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'il est constitué par un hache-viande dont au moins les faces extérieures d'un manchon entourent le corps du hachoir 20, et lesplateaux portent chacun au moins un module thermo-électrique 2,3,4,5 et sont recouverts extérieurement d'isolant thermique ll au moins sur une partie de leurs faces extérieures en dehors des parties portant les modules.