Brevet FR2618886A1 — publié le 19890203

-L'invention concerne un réfrigérateur à effet Peltier. On connaît depuis plusieurs années l'utilisation de l'effet Peltier pour refroidir une enceinte de réfrigérateur. Par réfrigérateur, on entendra tout appareil au sens large destiné à produire du froid dans une enceinte, par exemple une glacière, une cave à vins, un congélateur, une vitrine réfrigérée ou un incubateur. Des dispositifs de ce genre sont décrits notamment dans les brevets français N" 2 237 146, 2 435 680 et 2 501 349, dans le brevet US N" 3. 194 023, et dans la demande de brevet allemand DE-OS 3 503 281. Un réfrigérateur à effet Peltier comporte généralement une cuve réfrigérée qui est isolée thermiquement par un matériau isolant, cette cuve étant refroidie par un dissipateur de frigories qui se trouve en contact thermique avec la jonction froide d'un module thermoélectrique, dit module Peltier, dont la jonction chaude est en contact thermique avec un dissipateur de calories, notamment un dissipateur du type à ailettes refroidi par l'air de soufflage d'un ventilateur. Les ventilateurs utilisés à cet effet sont généralement du type axial ou hélicolde, ces ventilateurs présentant l'inconvénient de générer un flux d'air non uniforme, celui-ci ne refroidissant pas de manière homogène les ailettes du dissipateur ; en outre, lorsqu'on a affaire à un ventilateur axial plaqué sur le dissipateur, le refroidissement de la zone centrale la plus chaude n'est pas réalisé puisque le flux d'air a une forme annulaire (à cause du moteur central). D'autre part, le volume occupé par le ventilateur et le dissipateur qui lui est associé est relativement grand, ce qui pose des difficultés d'adaptation sur le corps du réfrigérateur. Les solutions connues sont donc mal adaptées pour des réfrigérateurs de puissance moyenne ou grande. Par ailleurs, si le réfrigérateur est pourvu de plusieurs modules -ce qui est courant pour des puissances usuelles- ce type de ventilateur ne refroidit pas correctement le dissipateur. En effet, la forme optimale d'un dissipateur associé à un module est la forme carrée, forme qui s'inscrit dans le flux cylindrique du ventilateur. Lorsqu'on doit refroidir efficacement plusieurs modules, il est par conséquent nécessaire de disposer de plusieurs ventilateurs (un par module), ce qui est très coûteux. Sinon, en effet, le débit n'est pas homogène et les pertes de charge sont importantes. La présente invention a pour but de fournir un réfrigérateur de ce type qui présente des avantages grâce à une réduction de l'encombrement de l'ensemble constitué par le dissipateur de calories et le ventilateur, ce réfrigérateur présentant en outre d'autres avantages, notamment sur le plan des performances et de la simplicité de montage, comme on le comprendra par la suite. Selon l'invention, le ventilateur associé au dissipateur de calories est un ventilateur de type tangentiel présentant une sortie de soufflage rectangulaire allongée, et le dissipateur est constitué par un bloc d'ailettes parallèles placées devant cette sortie, les hauteurs des ailettes et du ventilateur étant sensiblement les mêmes, les faces extérieures du bloc d'ailettes et du ventilateur qui sont tournées du côté de la prise d'air étant situées sensiblement dans un plan commun. Le système de froid -à savoir l'ensemble constitué par le module Peltier, le dissipateur de calories et le dissipateur de frigories- et le ventilateur tangentiel sont avantageusement fixés et positionnés dans le réfrigérateur de telle manière que ce plan commun soit confondu avec une face extérieure du réfrigérateur. Grâce à cette disposition, on obtient à la fois un refroidissement efficace du dissipateur de calories, et une compacité accrue du réfrigérateur, aucune pièce ne dépassant de la paroi sur laquelle sont montés le système de froid et le ventilateur. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la cuve est noyée partiellement dans le matériau isolant du réfrigérateur au niveau du système de froid ; cette partie noyée de la cuve sert avantageusement à la fixation du ventilateur et/ou des différents équipements électriques ou électroniques qui servent à alimenter en énergie électrique le modèle Peltier. Cette fixation peut se faire de manière particulièrement commode sur des pattes déformables qui sont prédécoupées dans la paroi de la cuve, ce qui permet d'ajuster facilement la position du ventilateur en fonction de ses dimensions. Selon les réalisations, un réfrigérateur conforme à la présente invention peut présenter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les ailettes du dissipateur de calories sont portées par une plaque qui est adossée au côté chaud du module Peltier, ce dissipateur comportant des ailettes centrales en cuivre qui se trouvent au droit du module Peltier et des ailettes latérales en aluminium qui ne se trouvent pas au droit du module Peltier, - les ailettes du dissipateur de calories sont encastrées dans une plaque d'embase, par exemple en aluminium, qui porte également le ventilateur, - la cuve de réfrigération est constituée par une tôle éventuellement pliée, - cette tôle est pliée en forme de L ou de U pour constituer au moins une étagère du réfrigérateur, - le dissipateur de frigories est revêtu, au moins partiellement, d'un eutectique permettant de stocker les frigories, - le dissipateur de calories est constitué par deux blocs à ailettes déterminant entre eux un espace où sont logés les équipements électriques et/ou électroniques qui alimentent en énergie électrique le module Peltier, et ces deux blocs sont ventilés par l'action d'un même moteur, - la cuve de réfrigération présente une ouverture qui permet le montage du système de froid, - le module Peltier est alimenté en courant continu par des équipements électriques ou électroniques qui sont disposés en face de la sortie de soufflage du ventilateur, - le réfrigérateur comporte un compartiment chauffé par l'air de refroidissement du dissipateur de calories, des moyens étant prévus qui établissent une communication d'air entre la sortie du dissipateur de calories et ce compartiment, - ce compartiment chauffé présente une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie pour l'air de chauffage du compartiment, ces deux ouvertures étant disposées à des endroits opposés du compartiment, de telle sorte que l'air de chauffage traverse celui-ci de part en part, - ladite ouverture de sortie joue le rôle de poignée qui permet d'ouvrir le compartiment chauffé. On décrira ci-après des exemples de réalisation d'un réfrigérateur conforme à l'invention en référence aux figures du dessin joint, la réalisation et les figures faisant apparaître également d'autres particularités de l'invention. Sur les figures - la figure 1 montre un dissipateur de calories à ailettes selon l'invention, - la figure 2 est une perspective représentant le dos d'une cuve de réfrigérateur équipé selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe de la figure 2 suivant la coupe I-I, - la figure 4 est une vue en coupe de la figure 3 suivant la coupe II-II, - la figure 5 est une variante de réalisation du dissipateur de frigories intérieur, - la figure 6 est une vue en coupe de la figure 5 suivant la coupe III-III, - les figures 7, 8 et 9 sont des variantes de réalisation du dissipateur de frigories intérieur, - la figure 10 montre une variante de fixation du ventilateur, - la figure 11 montre une variante de réalisation à plusieurs modules, - la figure 12 montre une variante de réalisation à deux modules, éloignés l'un de l'autre de façon à optimiser l'emplacement des points froids à l'intérieur, - la figure 13 montre une variante de réalisation dans laquelle le ventilateur est prolongé au-delà du (des) dissipateur(s) afin de refroidir le transformateur et le condensateur disposés en bout du dissipateur, - la figure 14 est une variante de réalisation dans laquelle le ventilateur est disposé verticalement, - la figure 15 est une vue de la cuve montrant les parties prédécoupées qui servent de fixation au ventilateur, - la figure 16 est une variante de fixation du ventilateur, - la figure 17 représente, coupée par un plan vertical, un réfrigérateur conforme à l'invention équipé d'un compartiment chauffant, - la figure 18 est une vue de droite du compartiment chauffant de la figure 17. La figure 1 montre un dissipateur de calories à ailettes particulièrement bien adapté pour équiper un réfrigérateur conforme à l'invention. Ce dissipateur est constitué par un bloc d'ailettes parallèles qui sont encastrées et fixées dans une plaque dtembase 1 dont une face est au contact du module Peltier 2. La plaque formant embase 1 est réalisée par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium ; le bloc d'ailettes comprend une série d'ailettes centrales lb qui sont situées au droit du module Peltier, ét sont réalisées en cuivre ; il comprend également deux blocs d'ailettes périphériques la, qui ne se trouvent pas au droit du module Peltier, et qui sont réalisés en alliage d'aluminium, par exemple en AGS. Un tel arrangement permet de réaliser une dissipation optimale de la chaleur émise par le module Peltier 2, à l'extérieur du réfrigérateur, pour un prix de fabrication relativement modéré. La hauteur des ailettes la et lb est référencée h sur les figures. La figure 2 est une vue du dos d'une enceinte réfrigérée dont la paroi de cuve présente des pattes 7a et 7b sur lesquelles sont fixés le ventilateur de soufflage 3. De manière connue, le module Peltier est alimenté en courant continu, à partir du secteur, par l'intermédiaire d'équipements électriques et/ou électroniques qui comprennent un transformateur 4, un condensateur 5, et un pont de diodes 6 ; le transformateur et le condensateur sont par exemple fixés sur la cuve intérieure du réfrigérateur, tandis que le pont de diodes est fixé sur une ailette du dissipateur, ce qui permet d'améliorer le refroidissement du pont de diodes. Conformément à l'invention, et comme on le voit plus particulièrement aux figures 2 et 3, le ventilateur 3 est un ventilateur tangentiel, et il possède une hauteur k qui est sensiblement la même que la hauteur h des ailettes du dissipateur ; de plus, la face 30 du ventilateur qui est tournée du côté de la prise d'air A et la face extérieure 100 du bloc d'ailettes (également située de ce même côté par lequel se fait la prise d'air) sont toutes deux situées -sensiblement dans un plan commun, ce plan étant désigné par la référence P à la figure 3. On comprend aisément à la simple observation de cette figure, que cet arrangement permet de réaliser un refroidissement efficace et uniforme du bloc d'ailettes, sous un encombrement réduit ; la sortie de soufflage rectangulaire allongée, désignée par la référence 31, du ventilateur 3, a une longueur qui correspond sensiblement à la largeur du bloc d'ailettes. La jonction froide du module Peltier 2 est en contact thermique, par l'intermédiaire d'un bloc conducteur 8, par exemple en aluminium, avec un dissipateur de frigories 10 qui est situé à l'intérieur de la cuve du réfrigérateur, cuve désignée par la référence 7 sur les figures ; on a désigné par E l'enceinte froide intérieure du réfrigérateur. On appellera "système de froid", I'ensemble constitué par le module Peltier 2, le dissipateur de calories I, la pièce intermédiaire 8 et le dissipateur de frigories 10. Selon une caractéristique intéressante de l'invention, ce système de froid et le ventilateur tangentiel sont fixés et positionnés dans le réfrigérateur de telle manière que le plan commun P dont il a été fait état plus haut soit confondu avec une face extérieure F du réfrigérateur, par exemple externe du dos du réfrigérateur. Grâce à cette disposition, aucune partie du système de production de froid ne dépasse de la paroi du réfrigérateur. Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures 3 et 4, la paroi de cuve 7 est noyée partiellement au niveau du sytème de froid dans le matériau isolant 9 du réfrigérateur. Grâce à cet arrangement, il est possible de donner à la cuve un fond plat, ce qui permet d'utiliser des outils de fabrication simplifiée, tout en obtenant ainsi un volume intérieur optimal, avec une épaisseur d'isolation uniforme. De plus, la cuve intérieure peut servir à la fixation de différents éléments, notamment du ventilateur et des équipements d'alimentation du module Peltier, grâce à la présence du matériau isolant entre la cuve et le dissipateur de frigories. Les pattes 7a,7b, sont des languettes déformables prédécoupées dans la paroi de la cuve 7. Ainsi, lors de la fixation du ventilateur, il est possible de replier plus ou moins ces languettes de telle façon que le bord arrière (c'est-à-dire le bord tourné vers la prise d'air) soit correctement positionné, à fleur du bord arrière des ailettes et de la face arrière de la cuve ; ceci est intéressant, en particulier si on est obligé de remplacer le ventilateur d'origine par un autre ventilateur de dimensions différentes. La cuve est donc indépendante des dimensions du ventilateur choisi. Le dissipateur intérieur 10 de la figure 3 est réalisé dans un profilé extrudé conducteur tel que l'AGS. Dans le cas où l'on utilise deux modules, le dissipateur est constitué de deux parties afin de réduire les coûts d'outillage relatifs à la réalisation d'une filière (figures 11, 12). La figure 4 met en évidence les parties prédécoupées 7a,7b qu'on retrouve dans la figure 14. Dans la figure 5, le dissipateur de frigories est réalisé par une tôle 11 conductrice de la chaleur, en AGS par exemple, qui est pliée suivant deux ou trois côtés de façon à augmenter sa surface d'échange thermique. Elle recouvre alors partiellement la cuve intérieure 7. Cette solution évite de réaliser des outils de filage. D'autre part, dans cette variante de réalisation, la sortie de l'air chaud se fait directement en bout du dissipateur 1, ce dernier venant à fleur de la face supérieure G du réfrigérateur, d'où un gain de place. Dans la figure 7, le dissipateur intérieur 12 est réalisé en une tôle conductrice qui est pliéeen forme de L et dont une des branches sert d'étagère dans l'enceinte froide 2. Dans cette variante, le ventilateur est fixé à une tôle extérieure conductrice 8 qui sert aussi de fixation au pont de diodes, au transformateur et au condensateur. Dans la figure 8, le -dissipateur intérieur 13 est constitué d'une tôle conductrice en forme de U dont les parties latérales servent d'étagères à l'enceinte, la position du système de froid étant déterminée en fonction de la position souhaitée pour les étagères. Il va de soi que les étagères 12 et 13 représentées respectivement aux figures 7 et 8 ont normalement une position horizontale, ces deux figures devant être lues après rotation de la planche de dessin à 90". La figure 9 montre une variante de réalisation du dissipateur de frigories intérieur, ce dernier étant constitué par une tôle conductrice 14 en AGS par exemple, qui présente la particularité de servir de fond à l'enceinte E. Dans cette variante, les côtés latéraux seront de préférence réalisés en tôle, par exemple en tôle dite "STUCCO". La figure 10 montre une variante de fixation du ventilateur 3 celui-ci est fixé sur l'embase I du dissipateur à ailettes, par exemple par vis ou tout autre moyen d'assemblage approprié. Dans ce cas, L'embase 1 est naturellement plus longue que les ailettes. La figure 11 montre une variante de réalisation à plusieurs modules, par exemple à deux modules qui sont disposés sur deux dissipateurs distants 1 et 1'; dans ce cas, on peut utiliser un ventilateur à deux turbines 3,3' actionnepar un moteur central unique M. La figure 12 montre une variante de réalisation dans le cas où l'on a plusieurs modules, éloignés les uns des autres de façon à bien localiser les points froids à l'intérieur de l'enceinte. Dans cette variante, le transformateur 4, le condensateur 5 et le pont de diodes 6 sont localisés entre les deux dissipateurs, ces derniers étant fixés à la cuve intérieure 7 et étant refroidis par un ventilateur commun 3. La figure 13 montre une variante de réalisation dans laquelle le ventilateur 3 est prolongé au-delà du dissipateur afin de refroidir le transformateur, le condensateur et le pont de diodes. La figure 14 montre une variante dans laquelle le. ventilateur est disposé verticalement. Cette disposition est intéressante lorsque la cuve à réfrigérer est étroite et haute. Toutes les variantes citées précédemment peuvent naturellement être conçues pour fonctionner avec un ventilateur vertical. La figure 15 montre un exemple de réalisation de la cuve réfrigérée 7 dans lequel on a réalisé dans le fond de la cuve un orifice 7c qui permet le montage du système de froid ; cette figure montre également les parties prédécoupées 7a et 7b qui servent de fixations au ventilateur. La figure 16 représente une variante de fixation du ventilateur 3 selon laquelle cette fixation se fait par les parties latérales 3b et 3c du ventilateur ; à cet effet, le dissipateur dispose d'ailettes d'extrémités rallongées lc,ld qui viennent s'appliquer sur les faces latérales du ventilateur, la fixation se faisant par un moyen approprié, par exemple par des vis. Les figures 17 et 18 représentent un réfrigérateur conforme à l'invention qui est équipé à la fois d'une enceinte réfrigérée E et d'un compartiment chauffé 20 ; celui-ci est disposé au-dessus du réfrigérateur proprement dit. I1 comprend un capot 21, par exemple en matière plastique transparente, qui est articulé autour d'un axe transversal 25 situé à la partie supérieure de la face arrière du réfrigérateur. Ce compartiment comprend une grille 22 sur laquelle on peut poser les produits alimentaires que l'on souhaite réchauffer. Ce compartiment 20 est chauffé par l'air de refroidissement du dissipateur de calories 1 situé à l'arrière du réfrigérateur. A cet effet, il est prévu une ouverture 23 qui permet l'arrivée de l'air chaud dans le compartiment (flèche B). L'air sort du compartiment par une ouverture de sortie opposée 24 (flèche C). L'air de chauffage parcourt donc de part en part l'enceinte 20. Comme on le voit à la figure 18, I'ouverture de sortie 24 est une découpe qui présente avantageusement la forme d'une poignée qui permet d'ouvrir le capot 21 pour accéder à la grille 22. I1 va de soi que l'invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation qui ont été décrits ; elle en englobe au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Réfrigérateur à effet Peltier, qui comporte une cuve réfrigérée isolée thermiquement par un matériau isolant et refroidie par un dissipateur de frigories qui se trouve en contact thermique avec la jonction froide d'au moins un module Peltier dont la jonction chaude est en contact thermique avec au moins un dissipateur de calories à ailettes refroidi par l'air de soufflage d'un ventilateur, caractérisé en ce que ledit ventilateur (3) est un ventilateur de type tangentiel présentant une sortie de soufflage rectangulaire allongée, en ce que ledit dissipateur (I,lalb) est constitué par un bloc d'ailettes parallèles placées devant cette sortie, la hauteur (h) des ailettes étant sensiblement la même que la hauteur (k) du ventilateur, et en ce que les faces extérieures (100) du bloc d'ailettes et (30) du ventilateur (3) qui sont tournées du côté de la prise d'air (A) sont situées sensiblement dans un plan commun (P). 2. Réfrigérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que d'une part le système de froid -à savoir l'ensemble constitué par ledit module Peltier (2) et lesdits dissipateurs de calories (I,la,lb) et de frigories(8-l0)et, d'autre part, ledit ventilateur tangentiel (3) sont fixés et positionnés dans le réfrigérateur de telle manière que ledit plan commun (P) soit confondu avec une face extérieure (F) du réfrigérateur. 3. Réfrigérateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cuve est noyée partiellement dans le matériau isolant (9) au niveau du système de froid. 4. Réfrigérateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie noyée de la cuve sert à la fixation du ventilateur (3) et/ou des différents équipements électriques ou électroniques (4,5,6) qui alimentent en énergie électrique le module Peltier (2). 5. Réfrigérateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ventilateur (3) est fixé sur des pattes déformables (7a,7b) prédécoupées dans la paroi de la cuve. 6. Réfrigérateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des parois de la cuve réfrigérée (E) présente une ouverture (7c) permettant le montage du système de froid. 7. Réfrigérateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ailettes (la,lb) du dissipateur de calories sont portées par une plaque d'embase (1) qui est adossée au module Peltier, ces ailettes comprenant une série d'ailettes centrales (lb) en cuivre qui se trouvent au droit du module Peltier (2) et des ailettes latérales (la) en aluminium qui ne se trouvent pas au droit du module Peltier (2). 8. Réfrigérateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les ailettes (la,lb) du dissipateur de calories sont encastrées dans une plaque d'embase (1) qui porte également ledit ventilateur (3). 9. Réfrigérateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ventilateur (3) est porté par des ailettes (lc,ld) du dissipateur de calories. 10. Réfrigérateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dissipateur de frigories (10,-I 1,12,13,14) est constitué par une tôle éventuellement pliée. 11. Réfrigérateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite tôle (10) constitue le fond de la cuve ou est située dans le fond de la cuve. 12. Réfrigérateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite tôle est pliée en forme de L ou de U pour constituer au moins une étagère du réfrigérateur. 13. Réfrigérateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dissipateur de frigories est revêtu, au moins partiellement, d'un eutectique permettant de stocker des frigories. 14. Réfrigérateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dissipateur de calories est constitué par deux blocs à ailettes (1,1') déterminant entre eux un espac e où sont logés les équipements électriques et/ou électroniques (4,5,6) qui alimentent en énergie électrique le module Peltier (2), et en ce que ces blocs sont ventilés par l'action d'un même moteur. 15. Réfrigérateur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le module Peltier (2) est alimenté en courant continu par des équipements électriques ou électroniques (4,5) qui sont disposés en face de la sortie de soufflage du ventilateur. 16. Réfrigérateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un compartiment (20) chauffé par l'air de refroidissement dudit dissipateur de calories, des moyens (23) étant prévus qui établissent une communication d'air entre la sortie du dissipateur de calories et ce compartiment. 17. Réfrigérateur selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit compartiment chauffé (20) présente une ouverture d'entrée (23) et une ouverture de sortie (24) pour l'air de chauffage, ces deux ouvertures étant disposées à des endroits opposés du compartiment (20), de telle sorte que l'air de chauffage traverse celui-ci de part en part. 18. Réfrigérateur selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie (24) joue le rôle de poignée qui permet d'ouvrir ledit compartiment chauffé (20).