Brevet FR2606496A1 — publié le 19880513

DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT PAR REFROIDISSEMENT A CIRCULATION AERODYNAMIQUE NATURELLE La présente invention concerne un dispositif permettant de refroidir ou de maintenir à température relativement basse des denrées alimentaires, solides ou liquides, en cours de transport et cela par le seul fait de l évaporation de I eau préabsorbéepar une enveloppe spongieuse faisant office de réserve de liquide et d'évaporateur sous l'action du mouvement de l'air créé par le seul déplacement du véhicule. On sait qu'il est d'usage dans les techniques existantes et relatives à la production du froid autour des tempéra tures atmosphériques classiquesoit à la détente d'un gaz précomprimé par motocompresseur, soit à la pulvérisation d'un liquide réfrigérant particulièrement un gaz préliquéfié, soit à un système d'évaporateur par exemple à azote liquide, soit à un dispositif utilisant la chaleur de fusion par exemple dans le cas d'accumulateurs à plaques eutectiques, soit à la pulvérisation d'un liquide refroidi sur le produit lui-même, soit à un liquide cryogénique.Ces systèmes ou dispositifs nécessitent soit d'utiliser un groupe compresseur soit de transporter un gaz précompressé par exemple des bonbonnes soit de faire appel à des accumulateurs de frigories:plaques eutectiques ou produits cryogéniques. A titre d'exemple on peut citer le brevet PCT/EP83/00282 classé internationalement B60H3/04 F 25 D7/00 déposé le 28 octobre 1983 par Monsieur EBNER concernant un dispositif de refroidissement d'intérieur de véhicule. Ce dispositif permet de refroidir I'eau d'un conteneur dans laquelle baigne une natte enroulée.Ladite natte une fois déroulée est appliquée sur le toit du véhicule, par exemple, et permet ainsi un refroidissement interne de l habitacle. Ce dispositif n'apporte pas un enseignement applicable au problème particulier du refroidissement de denrées transportées à bord d'un véhicule. Concernant particufièrement le refroidissement de denrées alimentaires notamment dans le cadre familiale et en cours de déplacement par véhicule automobile, mais non exclusivement, la solution du groupe frigorifique ne peut être retenue car nécessitant un encombrement trop important ainsi qu'une dépendance mécanique avec le véhicule incompatibles avec le caractère saisonnier de l'invention.Les autres systèmes frigogènes, bonbonnes à gaz comprimés, plaques eutectiques ou produits cryogéniques, nécessitent le rechargement et donc imposent la dépendance à l'égard des produits, le parcours devant être régulièrement jalonné de relais permettant soit le réapprovisionnement en bonbonnes soit la recharge dans les autres cas. La présente invention a donc pour but de provoquer puis maintenir le refroidissment dans une enceinte pouvant contenir des denrées alimentaires solides ou liquides par le seul fait de l'évaporation de l'eau qui constitue ici l'élé- ment refroidisseur à l'exclusion de tout autre produit cryogénique, cette évaporation étant provoquée par le déplace ment de l'air en contact au cours du déplacement du véhicule. Elle permet donc, notamment de pouvoir refroidir ou maintenir frais des produits alimentaires au cours d'un dép lace- ment, par exemple dans le cas de pi-que-niques durant une excursion de week-end. On retiendra ici l'intérêt tout par ticul ier dé l'invention s'il s'agit d'étapes prolongées au travers de grandes étendues déshéritées et en pays chauds la seule précaution à observer étant ici de se prémunir d'une réserve suffisante d'eau à température ambiante pouvant être placée dans le coffre du véhicule par exemple. La construction selon i'invention est caractérisée par une enceinte thermiquement conductrice servant de conteneur d'aliments glissée en contact étroit dans une moufle spongieuse servant d'absorbeur d'eau d'évaporation. L'ensemble est situé à l'intérieur d'une enveloppe thermiquement isolante et sans contact avec cette;dernière de façon à permettre l'écoulement de l'air entre la moufle et les parois internes de l'enveloppe. L'ensemble enceinte-moufle est positionné par des butéesde faible volume dans l'enveloppe for infant tunnel d'axe parallèle à la direction du déplacement du véhicule. Cette enveloppe est munie à l'avant comme à 1 'ar- rière d'un couvercle amovible isolant thermiquement.A l'a- vant du tunnel un déflecteur p-ermet une canalisation et une compression de l'air laminé entre les parois externes de la moufle et les parois internes de l'enveloppe tout en proté geant l'enceinte intérieure du rayonnement solaire. A 1 'arri- ere cette protection est assurée par des ailettes fines, pa rallèles et horizontales. La partie supérieure de 1 'envelop- pe possède un dispositif permettant, en cours de voyage et au moment des arrêts, de réhydrater en position l'enveloppe spongieuse. L'ensemble du dispositif étant positionné sur le toit du véhicule, la partie inférieur de l'enveloppe est munie d'un système de fixation et défixation rapides sur deux barres de galeries parallèles. Il résulte des moyens proposés que la moufle peut être préhumidifiée avant d'y glisser le conteneur chargé, que le refroidissement peut être différé ou non selon que l'on ferme ou non le tunnel au moyen desdeux couvercles, que l'ab- sorbeur d'eau, la moufle, peut être rehydratée en cours de voyage en laissant le dispositif à demeure sur le toit du véhicule, que le dispositif est autonome si l'on considère que l'approvisionnement en eau est toujours possible pourvu que l'on soit prévoyant, que le dispositif, amovible, convient très bien à une utilisation saisonnière. D'autres caractéristiques apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réaiisation donné ici à titre d'exemple et représente sur les dessins joints dans lesquels La figure 1 est une coupe élévation dans le sens longitudinal montrant, simplifiés les différents éléments constitutifs de l'invention. La figure 2 représente, en perspective le conteneur et son couvercle en position fermée. La figure 3 représente également en perspective le système permettant d'appliquer en contact serré la moufle sur le conteneur. La figure 4 est encore une vue en perspective du déflecteur d'air situé à l'avant du tunnel. La figure 5 est toujours en perspective une réprésentation du dispositif de protection contre le rayonnement solaire situé à l'arrière du tunnel. La figure 6, montre en coupe longitudinale le système humidificateur situé du dessus du tunnel. La figure 7 montre en transparent, un dispositif privilégié de réalisation réservé au refroidissment de bou teilles notamment, ce dispositif étant situé dans le tunnel ici débarrassé de tous ses accessoires. Dans une forme de réalisation privilégiée le dispositif, comporte un tunnel 1 de section rectangulaire, de lar- geur égale à environ deux fois et demie la hauteur possédant à l'avant un rétrécissement 23 formant avec le déflecteur 4 un système compresseur-dépresseur du type venturi. Ce tunnel est muni de six butées de positionnement dont deux butéesàvant bas 7 deux butées avant haut 8 et deux butées arrières bas 9. Ce tunnel est également doté sur sa partie supérieure externe d'un humidificateur 13 constitué d'un renflement torique 11 avec au centre un trou d'écoulement d'eau 12 ayant en dessus une plaque de protection et d'isolement thermique 13a et en dessous une plaque de répartition d'eau 14 toutes deux de forme circulaire.Sur chacune des deux parois latérales internes deux autres butées non ici représentées empèchent le glissement latéral du conteneur 2. Sur chacune des parois latérales externes existe une poignée dans la masse, non représentée,permettant la manutention du dispositif. Ce tunnel possède encore en dessous et sur sa face externe deux fins bossages longitudinaux de protection 17 sur lesquels sont positonnées les butées de fixation 15 et 16, la butée 16 possédant en outre un système de verrouil lage rotatif 18. Les deux convercles 6 de forme aérodynamique obtenue par combinaison de formes cylindriques et sphériques possèdent une languette de positionnement 21 renforçant en même temps l'étanchéité obtenue par le joint d'étanchéité thermique 19 ainsi qu une poignée de forme aérodynamique noyée dans la masse 22. Le système de fixation de ces couvercles sur les bords latéraux externes du tunnel à l'aide d'un dispositif de fermeture rapide du type de celui utilisé pour les glacières de camping n'est pas représenté. L'ensemble tunnel couvercles est réalisé par moulages en matière plastique isolante utilisée dans la fabrication des glacières de camping. A titre indicatif l'ensemble couvercle et tunnel hors tout pourra avoir les dimensions approximatives suivantes 70 à 75 centimèlres de longueur, 45 à 50 centimètres de largeur 18 à 22 centimètres de hauteur. Le conteneur 2 thermiquement conduteur en alliage mé tal 1 ique inoxydable et rigide par exemple un alliage d'aluminium à la forme représentée par la igure 2. Il se présente sous forme de trois ou quatre compartiments 2a, 2b... lon gitudinaux, offrant une dépouille vers le bas 2c rendus sol i- daires par le haut à l'aide d'une ceinture rigide 2d d'environ deux centimètres de hauteur. Un couvercle commun 2e muni d'un joint d'étanchéité vient coiffer le tout. Cette construction permet le passage de l'air humidifié entre chaque compartiment et donc un meilleur refroidissement à coeur du chargement.La dépouille 2c qui résulte de la forme offre de plus l'avantage de faciliter le nettoyage du conteneur après passage des aliments qui peuvent ou non être placés en con tàct direct avec les parois dudit conteneur. Un cloisonnement supplémentaire intérieur à chqque compartiment est conseillé et permet isoler un plues grand nombre d'aliments diffé-- rents. On pourra ainsi par exemple servir un pique-nique directement à partir du conteneur chaque compartiment étant affecté à un plat différent. Ce conteneur pourra être fabriqué par matriçage permettant l'obtention d'angles arrondis favorables à l'extraction des aliments plus ou moins 1 iqui- des à l'aide d'une cuillère. La moufle 3 emprisonnant le conteneur est préférentiellement constituée d'une sorte de tissu spongieux très absorbant en même temps que frigorigène. Elle présente la même forme que le conteneur que l'on glisse d'arrière en avant par translation des compartiments prismatiques. Elle pourra avantageusement être préhumidifiée avant cette opération. Elle est refermée ensuite à l'arrière par un rabat à fixation rapide type boutons pressions ou ruban adhésif mécanique. Son contact avec le conteneur est accru par utilisation d'un dispositif représenté figure 3 et ressemblant à un assemblage de trois grosses épingle de surété 3a, 3b, 3c fixées parallèlement les unes aux autres par des entretoises également métalliques 3d, 3e, 3f et distantes de telle sorte que les tiges inférieures de ces trois épingles puissent être glissées simultanément dans les couioirs 2c séparant chaque compartiment de l'ensemble conteneur-moufle puis fermées à l'arrière. Dans le cas de n compartiments on comptera dont (n - 1) épingles. Le déflecteur 4 parhei iement dessiné figure 4*est constitué de polyèdnes 4a 4b... en nombre égal à celui des compartiments du conteneur et dont la face arrière est isomorphe de la section des compartiments prismatiques. Chacun de ces polyèdres comporte une face déflectrice haute 4c, une face déflectrice basse 4d, 2 faces déflectrices telles que 4e permettant soit la déflection de l'air vers les parois latérales internes du tunnel, soit la déflection vers les couloirs 2c séparant les compartiments du conteneur. L'arête 4f permet de privilégier la déflexion vers les faces haute et basse du tunnel.Les ai lettes de fixation 49 4h plates pour aérodynamisme, pouvant être soudées au tunnel, assurent le positionnement des polyèdres déflecteurs autrement reliés entre eux par une transversal le prismatique à section triangulaire 4i. L'ensemble du dispositif déflecteur pourra être réalisé en matière plastique moulé et thermiquement isolante Le dispositif arrière de protection contre les rayons solaires 5 a la forme dessinée FIG 5. il se présente sous l'aspect d'un ensemble de plaquettes rectangulaires de fai ble épaisseur horizontales 5a, 5b... équidistantes fixées parallèlement les unes aux autres par des entretoises 5c, 5d...Les deux entretoises de positionnement supérieur 5f et 5g possèdent en prolongement avant deux butées 5h et 5i permettant à l'aide de l'ensemble des autres butées plus haut énumérées d'immobiliser le conteneur dans son tunnel. La fixation du dispositif lui-mêe se fera pas élasticité de Itextrêmlledes plaquettes hautes et basses 5a, 5j plus longues que les autres et glissées dans des encoches à butées creusées dans les parois latérales du tunnel. L'ensemble du dispositif sera également réalisé en matière plastique moulée et thermiquement isolante. L'humidificateur, représenté en détail FIG 6 est constitué de la cuvette à bords hémitoriques 11 percée en son milieu par un trou cylindrique 12 se terminant à ses deux extrémités par deux surfaces tronconiques d'écoulement 12a et 12b. II comporte à sa partie supérieure le couvercle soudé 13a percé de fenêtres latérales d'écoulement d'eau 13b ainsi qu'à sa partie inférieure, situé à I' ntérieur du tunnel, un réceptacle diffuseur 14b également muni, sur sa périphérie, de fenêtres d'écoulement d'eau 14a. Le cône central 14 per met une meilleure répartition latérale du liquide notamment lorsque le véhicule est incliné et renforce de plus l'isoia- tion thermique en même temps que le couvercle 13a. Dans un autre mode privilégié de réalisation et dans le cas particuXier d'un refroidisseur de boissons le conteneur peut être avantageusement remplacé par les seules bouteilles contenant les boissons et directement placées dans une moufle cel le-c.i étant alors posée sur des berceaux hémicirculaires fixés dans un cadre rigide. Un autre cadre identique au précédent muni de guideségalement hémicirculaires et situé vis à vis du précédent emprisonne alors les bouteilles en contact serré avec la moufle. Les deux cadres pouvant être articulés vers 1 l'avant des bouteilles à la manière d'un moule à gauffres, L'ensemble coulisse dans des rainures pratiquées sur les parois latérales du tunnel. La FIG 7 représente en transparent ce dispositif positionné dans le tunnel en coupe et débarassé de ses accessoires.On y distingue une bouteille 24 glisséedans la moufle 24a portée en bas par les berceaux 24b et 24c serré en haut par les guides 24d et 24e ceux-ci étant fixés dans les cadres respectifs 24f et 249 eux-mêmes articulés en 24h et coulissant dans la glissière 24i du tunnel. Au mieux de la construction un même tunnel doit pouvoir servir aussi bien de refroidisseur de bouteilles que de refroidisseur de conteneur à aliments solides pourvu que le déflecteur, alors amovible, puisse être remplacé par une protection contre les rayons solaires identique à celle placée à l'arrière du tunnel et que ledit tunnel soit muni de rainures latérales permettant le glissement des parties latérales des cadres à bouteilles. Les usages et applications des constructions et dispositifs ainsi obtenus sont multipliés. En voici à titre d'exemple une énumération non exhaustive a) refroidissement de boissons ou d'aliments plus ou moins solides en cours de transport b) maintien à températures relativement basses de denrées alimentaires solides ou liquides en cours de transport, c) utilisation en voyage dans les régions chaudes. du globe, pour des parcours prolonges en pays sous équipés en rafratchissement, d) utilisation sur des bateaux en mouvement : cas des bateaux de plaisance et du transport des poissons fraîchement pêchés, e) utilisation en pique-nique familial ou collectif notamment avec mini-car. Bien entendu i'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1) Dispositif notamment pour le rafraîchissement ou maintien à lempérature relativement fraîche des denrées aiimen- taires sol ides ou liquides associé à un véhicule en mouvement, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tunnel (1) de ventilation orienté suivant l'axe du véhicule, de manière qu'il se créé un courant d'air dans ce tunnel généré par le seul déplacement du véhicule, ce tunnel étant organisé de manière à donner accès à un conteneur (2) à dénrées en disposition coaxiale à l'intérieur du tunnel, ce conteneur ayant des parois associées àau moins un évaporateur (3) et un humidificateur (13) pour alimenter l'évaporateur du conteneur, le conteneur étant refroidi par évaporationconduction. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tunnel de ventilation (1) affecte en coupe longitudinale la forme générale d'un venturi dont les extrémités sont susceptibles d'être obturées par des couvercles aérodynamiques (6) de manière à pouvoir différer à volonté le refroipissement. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'humidificateur (13) du conteneur (2) est intégré à la paroi supérieure du tunnel, cet humidificateur étant constitué d'une cuvette (11) à bord hémitorique au centre de laquelle est ménagée un conduit (12) se terminant à chacune de ses extrémités par deux surfaces tronconiques d'écoudiement respectivement (12a), (12b), la surface tronconique (12a) étant coiffée d'un couvercle pare soleil(73a)possédant des ouvertures radiales (13b) tandis que la surface tronconique 412b) est réunie à un diffuseur (14) à ouverture radiales (14a). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le conteneur (2) se présente préférablement sous forme d'un assemblage de compartiments prismatiques (2a, 2b...) reliés par une ceinture (2d) cette construction délimitant des couloirs (2e) de circulation d'air parallèles à l'axe de déplacement du véhicule, la surface de ce conteneur étant revêtue d'une enveloppe (3) en matériau spongieux thermiquement conducteur dénommé moufle. 5) Dispositif selon I l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il est prévu, pour la fixation de la moufle amovible (3) sur les parois du conteneur une série d'épingles propre à être mises en place entre les couloirs (2e) et le dessus du couvercle (2e) du conteneur. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il est prévu d'une part, à l'entrée du tunnel, un déflecteur aérodynamique (4) constitué d'autant d'éléments aérodynamiques (4a, 4b...) que le conteneur (2) comporte de compiartiments de manière à favoriser et conduire l'écoulement de l'air autour de toutes les parois d'échange du conteneur, d'autre part, à la sortie du tunnel, un ensemble (5) de lames parallèles constituant un écran pare.soleil lorsque le dispositif est en fonction. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conteneur se présente sous formes de bouteillers (24) en disposition coaxiale à l'intérieur du tunnel (1), ces bouteilles étant revêtues d'une moufle en matière spongieuse (24a) et immobilisées dans le'tunnel par des demi-berceaux (24b, 24c, 24d, 24e) associés à des cadres articulés (24f, 249) autour d'un point pivot (24h) de manière telle qu'en position de fermeture, ces cadres puissent être engagés par glissement et immobilisés dans des rainures (24i) ménagés dans les parois latérales internes du tunnel.