Brevet FR2651873A1 — publié le 19910315

L'invention concerne un réfrigérateur domestique équipé de moyens pour la conservation de légumes sous atmosphère appauvrie en oxygène On connaît des procédés pour prolonger la durée de conservation de denrées alimentaires végétales, telles que légumes et fruits, qui consiste à les placer sous une atmosphère contrôlée formée d'azote, d'oxygène (en une teneur moindre que celle de l'air) et de gaz carbonique, et à les maintenir à une température basse, typiquement de 0 à 14 C, de préférence de 2 à 4 C environ. Dans un mode de mise en oeuvre particulier, le procédé comprend le conditionnement des légumes ou fruits dans des emballages, destinés à la vente, ayant des propriétés sélectives de diffusion des gaz dans lesquels on introduit un mélange gazeux N2-O2-CO2 approprié avant de les sceller et de les placer dans une enceinte réfrigérée. Dans un autre mode de mise en oeuvre particulier, le procédé consiste simplement à stocker les légumes ou fruits dans des chambres réfrigérées de volume important o règne ladite atmosphère contrôlée, la composition de celle-ci étant surveillée par des capteurs et ajustée en fonction des besoins. Les procédés antérieurs et les machines ou installations destinés à leur mise en oeuvre sont réservés, du fait de leur coût et complexité, à l'industrie alimentaire ou à des grossistes de la vente des légumes et fruits et sont hors de portée des ménages. Il serait utile pour les ménages de disposer de réfrigérateurs équipés de moyens permettant de prolonger sensiblement la durée de conservation des fruits et légumes. Un premier pas dans ce sens a été la mise sur le marché de réfrigérateurs dotés d'un compartiment pour la conservation des fruits et légumes, maintenu à une température de 2 à 4 C environ. De tels réfrigérateurs constituent un progrès mais qui est encore insuffisant. L'invention vise donc à fournir un réfrigérateur domestique équipé de moyens permettant d'établir et de maintenir dans au moins une portion de son volume intérieur une atmosphère propice & la conservation des fruits et légumes. Plus particulièrement, l'invention concerne un réfrigérateur domestique caractérisé en ce qu'il comprend un compartiment ou un conteneur qui peut être fermé par une porte ou couvercle et qui est alimenté en une atmosphère gazeuse comprenant de l'azote et de l'oxygène à une teneur moindre que celle de l'air, par un module membranaire de séparation de gaz, l'entrée dudit module étant alimentée en air par un compresseur fonctionnant en mode continu ou discontinu. Selon un premier mode de réalisation, le compresseur fonctionne en mode continu et il est prévu un évent dans ledit compartiment ou conteneur pour permettre de maintenir la pression dans le compartiment ou conteneur au voisinage de la pression atmosphérique. Un interrupteur permettant d'arrêter le compresseur peut également être prévu, dans le cas o il n'y aurait plus de fruits ou légumes entreposés dans le compartiment ou conteneur, afin d'éviter que le système ne fonctionne inutilement. Dans un deuxième mode de réalisation, le compresseur fonctionne de façon périodique pour permettre le renouvellement périodique de l'atmosphère régnant dans le compartiment ou conteneur. Par exemple, on peut prévoir des moyens pour initier un cycle de fonctionnement à chaque ouverture ou fermeture du compartiment ou conteneur afin de purger l'air introduit lors de l'ouverture du compartiment ou conteneur, et ensuite pour effectuer à intervalles prédéterminés des cycles de fonctionnement, même lorsque le compartiment ou conteneur demeure fermé, pour régénérer l'atmosphère régnant dans ledit compartiment ou conteneur, celle-ci ayant tendance à se modifier, du fait de la présence des fruits et/ou légumes qui consomment l'oxygène et dégagent du gaz carbonique. Selon un troisième mode de réalisation, il est prévu des moyens pour faire fonctionner le compresseur pendant un certain temps à chaque ouverture ou fermeture du compartiment ou conteneur afin de purger l'air introduit lors de l'ouverture du compartiment ou conteneur, ainsi que des moyens pour recycler ensuite en continu ou périodiquement l'atmosphère régnant dans le compartiment ou le conteneur dans le module membranaire, mélangée avec un appoint d'air, afin de compenser la consommation d'oxygène due aux fruits et légumes et de maintenir le taux de gaz carbonique à un niveau acceptable. Selon un quatrième mode de réalisation, le deuxième mode de réalisation est combiné avec l'utilisation d'une membrane à perméabilité sélective laissant préférentiellement entrer l'oxygène et sortir le C02, cette membrane occultant une fenêtre découpée dans la paroi du compartiment ou du conteneur, ceci afin de réduire les variations de composition de l'atmosphère entre deux cycles de fonctionnement successifs du compresseur et/ou de réduire la fréquence de fonctionnement du compresseur. Le compartiment ou conteneur peut comprendre, en outre, des moyens, tels qu'un ventilateur, visant à brasser l'atmosphère y régnant afin d'en homogénéiser la composition et la température. La température du compartiment ou conteneur sera en général maintenue dans la gamme de 0 à 14 C, de préférence de 2 à 4 C environ. La composition de l'atmosphère gazeuse produite par le module membranaire peut varier dans des limites assez larges. A titre indicatif, on a trouvé qu'une atmosphère comprenant 95 à 98% environ en volume d'azote et 5 à 2% en volume d'oxygène convenait dans la plupart des cas. Le volume d'atmosphère gazeuse introduit dans le compartiment ou conteneur à chaque cycle de fonctionnement peut varier aussi dans des limites assez larges, mais on a trouvé qu'un volume compris entre 2 et 4 fois, de préférence égal à environ 3 fois, celui du compartiment ou du conteneur convenait généralement. La périodicité des cycles de fonctionnement, lorsqu'on utilise un mode de fonctionnement discontinu du compresseur, sans injection d'appoint d'air et sans utilisation d'une fenêtre & perméabilité sélective, dépend de la teneur initiale en 0z de l'atmosphère gazeuse introduite dans le compartiment ou conteneur, du volume intérieur du compartiment ou conteneur, et de la quantité et du type de végétaux entreposés dans le compartiment ou conteneur. A titre d'exemple, en supposant un compartiment ou conteneur parfaitement étanche d'un volume de 50 litres rempli d'une atmosphère à 5% d'oxygène (soit 2,5 litres d'02) et chargé de 10 kg de végétaux consommant au maximum, à 4 C, 50 millilitres d'02/heure, il y a lieu de renouveler l'atmosphère toutes les 180 heures au maximum. Pratiquement, compte tenu des fuites, il peut être envisagé d'opérer une purge à une fréquence allant d'environ 1 fois par heure à environ 1 fois par jour, ou encore à chaque mise en route du groupe frigorifique. Les modules membranaires de séparation de gaz sont des dispositifs bien connus qu'il n'est pas nécessaire de décrire en détail ici. Ces modules comprennent en général des membranes, par exemple en caoutchouc de silicone, qui sont plus perméables à l'oxygène qu'à l'azote. Il suffit donc de recueillir le rejet du module pour obtenir un mélange N2-02 appauvri en oxygène. L'invention sera maintenant illustrée en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique illustrant un premier mode de réalisation d'un réfrigérateur selon l'invention; et Les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques illustrant un deuxième, un troisième et un quatrième modes de réalisation, respectivement, du réfrigérateur selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté en 1 un compartiment d'un réfrigérateur, ou un conteneur logé dans un réfrigérateur, pouvant être fermé de façon étanche aux gaz par une porte 2. Le compartiment 1 est relié par un conduit 3 à un module 4 de séparation de gaz alimenté en air par un compresseur 5. Ce compresseur fonctionne normalement en continu mais peut être stoppé, si désiré par un contacteur 6 actionnable manuellement, par exemple lorsque le compartiment est vide de tous végétaux et qu'il est inutile de le maintenir en fonctionnement. Le module produit un air appauvri en 02, envoyé par le conduit 3 dans le compartiment et un air enrichi en 02 qui est rejeté par le conduit 7. Un évent 8 est également prévu dans la paroi du compartiment ou conteneur afin de maintenir la pression y régnant au niveau de la pression atmosphérique. L'ensemble comprend en outre, un ventilateur 9 disposé dans le compartiment et destiné à brasser l'atmosphère et à homogénéiser la composition et la température de ladite atmosphère. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'atmosphère régnant dans le compartiment ou conteneur est renouvelée en continu. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être d'une conception simple et économique, mais l'inconvénient d'un coût de fonctionnement relativement élevé (consommation en électricité importante). Sur la figure 2, on a représenté une variante de réalisation dans laquelle le compresseur est mis en fonctionnement après chaque fermeture, consécutive à une ouverture, de la porte du compartiment ou conteneur, ainsi qu'à des intervalles de temps prédéterminés (par exemple toutes les heures ou tous les jours), et cela pendant une certaine période de temps (par exemple pendant 15 minutes à une heure environ). Dans cette variante, le compresseur 5 est alimenté par l'intermédiaire d'un premier contact 6 actionné par la porte du compartiment ou conteneur, ce contact fermant le circuit d'alimentation en énergie électrique lorsque la porte est en position fermée, et par l'intermédiaire d'un deuxième contact 10 commandé par un dispositif à minuteries 11. Le fonctionnement de ce système est le suivant. Lors de la fermeture de la porte 2, consécutive à une ouverture de celleci, par exemple pour prélever des légumes dans le compartiment ou conteneur, le contact 6 se ferme et le courant vient exciter une première minuterie du dispositif 11, celui-ci commandant alors la fermeture du contact 10 pendant une certaine période t (par exemple pendant 5 minutes). Durant cette période t, le compresseur fonctionne et assure, avec le module 4, la purge et le remplissage du compartiment ou conteneur avec l'atmosphère appauvri en 02. Au bout de la période t, le contact 10 s'ouvre et coupe l'alimentation du compresseur. Ensuite, à intervalle donné T (par exemple toutes les 2 heures), une deuxième minuterie du dispositif 11 ferme le contact 10 afin de faire fonctionner le compresseur pendant une période donnée t' (qui peut être identique ou différente de la période t), assurant ainsi le remplacement de l'atmosphère régnant dans le compartiment ou le conteneur, qui a subi une altération de sa composition par suite de la consommation d'oxygène et le dégagement de C02 par les végétaux entreposés, par une atmosphère renouvelée. Dans cette variante de réalisation, l'évent simple 8 du mode de réalisation de la figure 1 est remplacé par un évent 12 à clapet afin d'éviter que de l'air ne pénètre dans le compartiment ou conteneur pendant les périodes d'inactivité du compresseur. Sur la figure 3, on a représenté une variante de réalisation dans laquelle le compresseur 4 fonctionne en continu et est alimenté normalement en air pendant une période donnée après chaque fermeture, consécutive à une ouverture, de la porte du compartiment ou conteneur, et dans laquelle, au bout de ladite période, on substitue à l'alimentation en air une alimentation constituée par un recyclage de l'atmosphère régnant dans le compartiment ou conteneur, mélangé avec un appoint d'air frais, afin de compenser la consommation d'O2 par les végétaux entreposés et de maintenir le taux de C02 à un niveau acceptable, par exemple de 3 à 20%, de préférence de 5% environ. A ces fins, on dispose une électrovanne 13 à trois voies et à deux positions en amont du compresseur 5, une première voie étant reliée à l'entrée d'air, une deuxième voie étant reliée au compresseur et une troisième voie étant reliée à un conduit 14 de recyclage lui-même relié au compartiment ou conteneur en un endroit espacé de celui o débouche le conduit 3. L'électrovanne 13 comprend en outre une partie mobile pouvant adopter deux positions. Dans une première position, l'arrivée d'air est reliée au compresseur et, dans une deuxième position, le compresseur est relié, d'une part, au conduit 14 de recyclage et, d'autre part, à l'arrivée d'air mais via un conduit ou orifice calibré de faible section de façon que l'air admis ne représente qu'un appoint, c'est-à-dire une fraction relativement faible du mélange gazeux arrivant au compresseur, juste suffisante pour que, après passage dans le module 4, la teneur en 02 de l'atmosphère régnant dans le compartiment ou conteneur soit restaurée, c'est-à-dire que la quantité d'02 consommée par les végétaux soit compensée. Simultanément, il se produit une accumulation de C02 dans l'atmosphère qui cependant, plafonne à une valeur maximum que l'on peut ajuster en choisissant un module de séparation des gaz appropriés. La commande de l'électrovanne peut être effectuée par un montage comprenant un premier contact 15 commandé par la fermeture de la porte, un deuxième contact 16 en série avec le premier et une minuterie 17 dont l'enclenchement est déterminé par la fermeture du premier contact et qui, au bout d'un certain temps après avoir été enclenchée, ferme le deuxième contact et commande le passage de l'électrovanne en sa deuxième position, l'ouverture de la porte déterminant le retour de la vanne dans sa première position. Il est à noter que l'on pourrait modifier le mode de réalisation de la figure 3, par une adaptation évidente pour l'homme du métier, de façon à faire fonctionner le compresseur en mode discontinu plutôt qu'en mode continu, afin d'économiser de l'énergie. La figure 4 illustre encore une autre variante de réalisation qui ne diffère de celle illustrée par la figure 2 que par l'utilisation conjointe d'une membrane à perméabilité sélective 18 occultant une fenêtre pratiquée dans le compartiment ou conteneur, qui laisse préférentiellement entrer l'oxygène et sortir le C02. La présence de cette membrane 18 permet de minimiser les variations de la teneur en 02 de 1 'atmosphère entre deux périodes de fonctionnement du compresseur et de limiter l'accroissement de la teneur en C02 dans ladite atmosphère, par exemple à une valeur maximum de 5% en volume environ. Il est à noter que le moteur électrique entraînant le compresseur peut être un moteur assurant cette seule fonction. On pourrait aussi prévoir d'entraîner par ce moteur le ventilateur, si on en prévoit un. On pourrait aussi, le cas échéant, utiliser le moteur du groupe frigorigène pour entraîner le compresseur, afin de réduire les coûts. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Un réfrigérateur domestique caractérisé en ce qu'il comprend un compartiment ou un conteneur qui peut être fermé par une porte ou couvercle et qui est alimenté en une atmosphère gazeuse comprenant de l'azote et de l'oxygène à une teneur moindre que celle de l'air, par un module membranaire de séparation de gaz, 1 'entrée dudit module étant alimentée en air par un compresseur fonctionnant en mode continu ou discontinu. 2. Un réfrigérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compresseur fonctionne en continu et le compartiment ou conteneur présente un évent. 3. Un réfrigérateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un contacteur actionnable manuellement pour arrêter le compresseur. 4. Un réfrigérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire fonctionner le compresseur pendant un certain temps après chaque ouverture ou fermeture du compartiment ou conteneur, et, ensuite, pour le faire fonctionner à intervalles de temps prédéterminés pendant une certaine période de temps. 5. Un réfrigérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire fonctionner le compresseur pendant un certain temps après chaque ouverture ou fermeture du compartiment ou conteneur tout en l'alimentant en air et, ensuite, pour le faire fonctionner en l'alimentant par de l'atmosphère recyclée provenant du compartiment ou conteneur, mélangée avec un appoint d'air. 6. Un réfrigérateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une électrovanne à trois voies assurant le passage d'une alimentation à l'autre. 7. Un réfrigérateur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le compresseur fonctionne en mode continu. 8. Un réfrigérateur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le compresseur fonctionne en mode discontinu. 9. Un réfrigérateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le compartiment ou conteneur comprend une fenêtre occultée par une membrane à perméabilité sélective laissant préférentiellement entrer l'oxygène et sortir le gaz carbonique. 10. Un réfrigérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu un ventilateur dans le compartiment ou conteneur.