Brevet FR2582789A1 — publié le 19861205

La présente invention concerne un appareil de réfrigération ponctuelle portatif et autonome. Dans de nombreux domaines il est nécessaire de pouvoir refroidir à une très basse température une zone de petite dimension. Par exemple dans le domaine des connecteurs on utilise actuellement des anneaux de sertissage de fils électriques qui sont constitués en un matériau 9 mémoire". Un tel matériau à mémoire présente la propriété de changer de forme lorsque l'on dépasse sa température. de transformation. Par exemple un anneau rond en dessous de -800C prend une forme oblongue lorsque sa température passe au-dessus de la valeur précitée.Une telle technique de sertissage qui se révèle être très intéressante dans la pratique, présente toutefois l'-inconvénient que la déconnexion des fils électriques est difficile à réaliser lorsque le changement de forme du matériau constituant l'anneau de serrage a lieu à une très basse température inférieure à -800C. Il est certes possible de réaliser, pour constituer les anneaux de serrage, des alliages dont le changement de forme a l-ieu à des températures voisines de -300C mais dans ce cas ces anneaux ne sont plus utilisables pour les applications militaires ou le matériel doit être fiable entre -550C et + 1250C. Par ailleurs, étant donné que l'on peut être amené à déconnecter un il électrique en n' importe quel endroit, d'accès plus ou moins facile, il est nécessaire de pouvoir disposer, pour réaliser la déconnexion de fils sertis au moyen d'un anneau en un matériau à mémoire, d'un appareil peu encombrant, léger et offrant une bonne autonomie. La présente invention a pour but de fournir un tel appareil de conception particulièrement simple et d'un emploi commode. A cet effet cet appareil de réfrigération ponctuelle portatif et autonome est caractérisé en ce qu'il comporte une bouteille isolée thermiquement, contenant un matériau à basse température et à forte chaleur de fusion, et une panne en matériau conducteur thermiquement qui est engagée dans le col de la bouteille, en étant en liaison thermique avec le matériau à basse température contenu dans la bouteille, et dont la pointe externe peut étre appliquée contre le zone devant étre refroidie. Le matériau contenu dans la bouteille suivant l'invention peut être avantageusement constitué par de l'éthanol dont le point de fusion est voisin de - 115oC et la chaleur de fusion est relativement élevée, ce qui assure une bonne autonomie de fonctionnement. On peut également envisager d'utiliser, en tant que matériau de remplissage de la bouteille, d'autres produits organiques tels que le l-heptène, le dichloropropane l'iso pentène, le méthyl mercaptan, l'oxyde d'éthylène, le cis-2isobutène, l'isobutène etc. Lorsque l'appareil n'est pas utilisé la bouteille peut être conservée soit dans de l'azote liquide soit dans un réfrigérateur mécanique fonctionnant à une température inférieure au point de congélation du produit à forte chaleur de fusion. Avant l'utilisation de la bouteille, on l'introduit dans un vase "Dewar" qui permet de limiter les échanges thermiques avec l'extérieur, donc les pertes thermiques. Lorsque l'on ne désire plus utiliser l'appareil ou bien lorsque le matériau contenu dans la bouteille n'est plus assez froid, on enlève alors la bouteille du vase "Dewar"et on la remet au froid pour la régénérer. La bouteille de l'appareil peet être réalisée en un matériau conducteur thermiquement, par exemple en aluminium. Dans ce cas la panne est fixée dans l'orifice du col de la bouteille, par tout moyen approprié, par exemple par serrage, collage, sertissage, assurant un bon contact thermique et la face frontale interne de la panne n'est pas obligatoirement en contact avec le niveau du liquide froid contenu dans la bouteille. Si la bouteille est réalisée en un matériau non conducteur de la chaleur, par exemple en matière plastique, la panne doit être en contact thermique avec le liquide froid contenu dans la bouteille. Par conséquent cette panne doit pénétrer à l'intérieur de la bouteille et plonger dans le liquide froid qu'elle contient, cette panne étant pourvue éventuellement d'ailettes si la bouteille est moulée autour de la panne. Lorsque la panne est montée fixe dans le col de la bouteille, qu'elle plonge ou non dans le liquide contenu dans celle-ci, la bouteille est avantageusement pourvue d'un ensemble d'isolation entourant la panne et mobile axialement entre une première position de fermeture, dans laquelle cet ensemble isole totalement la panne de l'atmosphère ambiante,afin d'empêcher la condensation, sous forme de glace, de la vapeur d'eau de cette atmosphère, et une seconde position d'ouverture dans laquelle la panne est dégagée pour permettre l'utilisation de l'appareil. Suivant une variante d'exécution de l'invention la panne est montée à coulissement axial dans le col de la bouteille, elle est repoussée, par des moyens élastiques, à l'intérieur de ce col et à l'intérieur d'un bloc d'isolation entourant le col et la panne, et des moyens sont prévus pour faire sortir axialement la panne du bloc d'isolation lorsque l'appareil doit être utilisé. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un appareil de réfrigération ponctuelle suivant l'invention à panne montée fixe dans le col de la bouteille. La figure 2 est une vue en coupe d'une variante d'exécution de l'appareil comportant une panne mobile axialement. L'appareil suivant l'invention représenté sur la figure 1 comprend une bouteille 1 contenant un matériau liquide 2 à basse température, ayant une forte chaleur de fusion, tel que l'éthanol qui se liquéfie à -1150C. La bouteille 1 porte, à son extrémité supérieure, une panne 3 en un matériau conducteur de la chaleur. Cette panne 3 est engagée partiellement, par sa partie interne 3a, dans le col 1 2 de la bouteille 1 et elle est en appui, par une collerette transversale 3b, sur le bord de l'orifice de la bou teille 1. L'extrémité externe de la panne 3 présente une forme assurant le meilleur contact avec le matériau à refroidir. Cette extrémité peut avoir, par exemple, une forme arrondie comme il est représenté sur la figure 1. La bouteille 1 peut être en un matériau conducteur de la chaleur, par exemple en aluminium, et dans ce cas la panne 3 est fixée au col de la bouteille 1 par tout moyen approprié (serrage, collage, sertissage) assurant un bon contact thhermique. La face frontale inférieure de la partie interne 3a de la panne 3 est située à une certaine distance au-dessus du niveau du liquide 2 pour permettre à ce dernier de se dilater en cas de réchauffage. La bouteille 1 peut être également réalisée en un matériau non conducteur de la chaleur, par exemple en matière plastique, et dans ce cas la panne 3 doit être prolongée à l'intérieur du col la de la bouteille 1 de manière à plonger dans le liquide froid 2. La partie de la panne 3 plongeant dans le liquide 2 peut être éventuellement pourvue d'ailettes, pour favoriser le passage du froid vers le haut, en direction de l'extrémité externe de la panne 3. La bouteille 1 est logée 9 l'intérieur d'un conteneur isolé thermiquement 4, tel qu'un vase Dewar, qui assure son isolation thermique vis-à-vis de l'extérieur. Ce vase Dewar 4 s'étend sur toute la hauteur de la bouteille 1 et à l'extrémité supérieure de celle-ci est monté à coulissement axial un ensemble d'isolation 5 entourant la panne 3. Cet ensemble comprend un manchon central 6 délimitant un logement dans lequel se trouve la panne 3, une garniture isolante cylindrique 7 entourant le manchon central 6 et-une jupe ou des pattes externes 8 s'étendant longitudinalement à l'extérieur du vase Dewar. Un ressort de compression 9 est logé entre la collerette 3b de la panne 3, qui est en appui sur le bord de l'orifice de ia bouteille 1, et une collerette annulaire interne 6a prévue b l'extrémité supérieure du manchon 6. Ce ressort 9 repousse ainsi en permanence l'ensembla d'isolation 5 en position de fermeture qui est celle représentée dans la moitié droite de la figure 1. Dans cette position le manchon 6 s1 étend autour de la panne 3, sur toute la longueur de celle-ci, en l'isolant de l'extérieur. L'orifice prévu à l'extrémité supérieure du manchon 6 et qui est délimité par la collerette 6a, est alors obturé par un capuchon 11 rattaché par un organe flexible 12 à la jupe périphérique 8. Ainsi, én position de fermeture, ainsi qu'il est représenté dans la moitié droite de la figure 1, la panne 3 est entourée sur toute sa longueur par le manchon 6 de l'ensemble d'isolation 5 et elle est isolée, par ce manchon 6 et par le capuchon 11, de l'atmosphère environnante. On évite ainsi que la vapeur d'eau de l'atmosphère environnante ne se condense sous forme de glace sur la panne 3 qui est à une très basse température. Lorsque l'on désire utiliser l'appareil représenté sur la figure 1, on enlève le capuchon 11 et on fait coulisser ensemble l'isolation 5 vers l'intérieur du vase Dewar 4, c' est-h-dire vers le bas sur la figure 1. En fin de coulissement vers le bas, c'est-8-dire lorsque la position d'ouverture totale est atteinte, ainsi qu'il est représenté dans la partie gauche de la figure 1, l'ensemble d'isolation 5 peut être verrouillé en position d'ouverture sur le vase Dewar 4, par tout moyen approprié, par exemple au moyen d'un dispositif d'encliquetage.Dans cette position d'ouverture la partie supérieure de la panne 3 fait saillie à l'extérieur, au-dessus de la collerette interne 6a, et l'on peut alors commodément saisir l'ensemble de l'appareil d'une main pour appliquer l'extrémité de la panne 3 sur toute zone devant être refroidie. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur la figure 2, sur laquelle les mêmes éléments que ceux de la figure 1 sont affectés des mêmes numéros de référence, la panne 3 est montée à coulissement axial dans un bloc d'isolation 13, réalisé par exemple en matière plastique, lequel est prévu sur les parties supérieures de la bouteille 1 et du vase Dewar 4. Ce bloc d'isolation 13 qui peut être avantageusement pourvu d'une poignée de préhension 14, comporte un logement axial interne 15 s'étendant dans l'axe du col de la bouteille 1 et dans lequel s'étend la panne 3. Cette panne 3 est repoussée normalement, par un ressort de compression 16 disposé dans le logement axial 15, vers une position rétractée dans laquelle la partie inférieure 3a est engagée dans le col la de la bouteille 1, ainsi qu'il est indiqué en trait mixte sur la figure 2.Le mouvement axial de la panne 3 est commandé par un levier 17 articulé autour d'un axe 18 porté par le corps isolant 13, dont une branche externe 17a peut être actionnée manuellement et dont l'autre branche interne 17b est accouplée à la partie interne 3a de la panne 3, pour provoquer le mouvement de sortie de cette panne. Lorsque l'appareil n'est pas utilisé, la panne 3 est donc rétractée totalement à l'intérieur du bloc isolant 13, ce qui évite la condensation de la vapeur d'eau de l'atmosphère, sous forme de glace,sur cette panne. Pour utiliser l'appareil il suffit d'appuyer sur la branche externe 17a du levier 17 pour faire coulisser vers le haut la panne 3 et faire sortir sa partie extrême supérieure. Du fait de son inertie thermique la panne 3 reste à une basse température pendant toute la période durant laquelle elle est sortie, ce qui permet de refroidir suffisamment toute zone ponctuelle désirée. REVENDICATIONS 1.- Appareil de réfrigération ponctuelle portatif et autonome caractérisé en ce qutil comporte une bouteille (1) isolée thermiquement, contenant un matériau (2) à basse température et à forte chaleur de fusion, et une panne (3) en matériau conducteur thermiquement qui est engagée dans le col (la) de la bouteille (1), en étant en liaison thermique avec le matériau (2) à basse température contenu dans la bouteille, et dont la pointe externe peut être appliquée contre la zone devant être refroidie. 2.- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la bouteille (1) est logée dans un conteneur isolant thermiquement (4), tel qu'un vase "Dewar". 3.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la bouteille (1) est réalisée en un matériau conducteur thermiquement, par exemple en aluminium. 4.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la bouteille (1) est réalisée en un matériau non conducteur de la chaleur, par exemple en matière plastique, et la panne (3) plonge dans le liquide froid (2) contenu dans la bouteille (1). 5.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la panne (3) est fixée dans l'orifice du col (la) de la bouteille. 6.- Appareil suivant la revendication 5 caractérisé en ce que la bouteille 1 est pourvue d'un ensemble d'isolation (5) entourant la panne (3) et mobile axialement entre une première position de fermeture, dans laquelle cet ensemble isole totalement la panne (3) de l'atmosphère ambiante, afin d'empêcher la condensation, sous forme de glace, de la vapeur d'eau de cette atmosphère, et une seconde position d'ouverture dans laquelle la panne (3) est dégagée pour permettre l'utilisation de l'appareil. 7.- Appareil suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'ensemble d'isolation (5) comprend un manchon central (6) délimitant un logement dans lequel se trouve la panne (3), une garniture isolante cylindrique (7), entourant le manchon central (6), une jupe ou des pattes externes (8) s'étendant longitudinalement et un ressort de compression (9) logé entre une collerette (3b) de la panne (3), qui est an appui sur le bord de l'orifice de la bouteille (1), et une collerette annulaire interne (6a) prévue à l'extrémité supérieure du manchon (6), ce ressort (9) repoussant ainsi en permanence l'ensemble d'isolation (5) en position de fermeture. 8.- Appareil suivant la revendication 7 caractérisé en ce que l'orifice prévu b l'extrémité du manchon (6) et qui est délimité par la collerette (6a), est obturé par un capuchon (11) rattaché par un organe flexible (12) à l'ensemble isolant (5). 9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de verrouillage de l'ensemble d'isolation (5) an position d'ouverture. 10.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la panne (3) est montée à coulissement axial dans le col (la) de la bouteille (1), elle est repoussée, par des moyens élastiques (16), à l'intérieur de ce col (la) et à l'intérieur d'un bloc d'isolation (13) entourant le col (la) et la panne (3), et des moyens (17,18) sont prévus pour faire coulisser et sortir axialement la panne (3) du bloc d'isolation (13) lorsque l'appareil doit être utilisé. 11.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la panne (3) présente à son extrémité une forme assurant le meilleur contact avec le matériau à refroidir.