Brevet FR2678363A1 — publié le 19921231

La présente invention a pour objet un dispositif de surgélation et de conservation de produits frais, notamment de boulangerie et de ptisserie. Dans l'industrie de la boulangerie et de la ptis- serie, de nombreuses raisons ont conduit les fabricants à la conservation par le froid de produits frais avant ou après cuisson et dans ce but il convient d'amener les produits au point de congélation suivant une courbe pré-établie mais toujours dans un temps relativement bref avec un maximum de temps normalisé. Un tel dispositif comprend une chambre de stockage dans laquelle sont disposés les produits à surgeler ou à conserver en surgélation et une chambre de production de frigories séparée de la chambre de stockage par une cloison verticale isolante. Dans cette chambre de production de frigories se trouvent les tubes de refroidissement et un ventilateur assurant une certaine circulation à travers ces tubes. De tels tubes contiennent généralement un fluide frigorigéne qui est comprimé et détendu à l'aide d'un compresseur de façon connue, cet ensemble étant généralement disposé à l'ex- térieur des chambres. Des ouvertures sont prévues dans la cloison de façon à créer une circulation d'air de la chambre de stockage vers la chambre de production de frigories et inversement pour générer un apport de frigories dans la chambre de stockage. Un premier problème est dû au fait que les tubes échangeurs se recouvrent de glace car les produits frais génèrent de l'humidité et cette humidité est transformée en glace au contact de ces tubes échangeurs. Afin de ne pas diminuer le rendement de l'installation il faut que ces tubes soient périodiquement dégivrés, cette opération consistant de façon connue à réchauffer les tubes à l'aide de résistances électriques de façon à faire fondre la glace3 à récupérer l'eau de dégivrage et à l'éva- cuer à l'extérieur de l'enceinte. Un autre problème se pose également au niveau de la circulation de l'air entre les chambres de production de frigories et de stockage, car il ne faut pas que la circulation d'air soit trop importante afin de ne pas dessécher les produits ce qui aurait tendance à augmenter l'accumulation de glace sur les tubes échangeurs et à dessécher les produits3 ce qui peut être aussi préjudiciable à la qualité du produit lors de son utilisation ultérieure. I1 faut en effet apporter des frigories tout en perturbant le moins possible l'atmosphère de la chambre de stockage. La cloison de séparation des deux chambres comprend des volets supérieur et inférieur disposés en partie haute et en partie basse des chambres. Ces volets permettent la circulation de l'air d'une chambre à l'autre, en autorisant un réglage de l'écoulement et en assurant l'obturation complète du passage durant les phases de dégivrage. En effet, durant la phase de dégivrage, il faut isoler la chambre de stockage de la chambre de production de frigories, puisque cette dernière remonte en température pendant cette phase de dégivrage. Cette phase de dégivrage pose également un autre problème qui est celui de la remise en service, c'est-à-dire de la remise en communication de la chambre de stockage et de la chambre de production de frigories. En effet, si l'on se contente d'ou vrir les volets de communication dans la cloison de séparation, des calories pourront store apportées dans la chambre de stockage ce qui va faire varier la température de conservation et le taux d'hygrométrie. D'autre part3 une remise en température négative de la chambre de production de frigories reste longue dans les dispositifs connus car il n'y a aucune circulation possible de l'air à travers le réseau de tubes échangeurs si bien qu il faut nécessairement ouvrir assez rapidement les volets pour permettre une circulation et une remise en service du dispositif. Une enceinte frigorifique selon l'art antérieur a été décrite dans la demande de brevet français N" 84 03333. Le présent dispositif de surgélation a pour but de pallier les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur et prévoit une circulation efficace de la chambre de production de frigories vers la chambre de stockage, en vitrant la déshydratation des produits, notamment durant la phase de descente en température, ce dispositif facilite la phase de dégivrage et améliore la récupération de l'eau de dégivrage et son évacuation, il permet après l'opé- ration de dégivrage une remise en température négative de la chambre de production de frigories par circulation interne avant mise en communication avec la chambre de stockage g cette fin le dispositif de surgélation comprend une chambre de stockage, une chambre de production de frigories dans laquelle est disposée une batterie froide avec un ventilateur de circulation d'air, et une cloison verticale isolante de séparation des deux chambres, munie de volets de réglage haut et bas de cette circulation d'air et ce dispositif se caractérise en ce que ces volets sont dans le plan de la cloison en position fermée et en ce que les deux chambres comprennent en partie supérieure dans les angles des déflecteurs d'air de façon à améliorer la circulation de l'air dans les chambres. Plus particulièrement, le dispositif comprend des moyens de déplacement des volets qui font pivoter le volet bas de la position fermée à une position ouverte à 900 vers l'intérieur de la chambre de production de frigories et qui font pivoter simultanément le volet haut également vers l'intérieur de la chambre de production de frigories3 l'ouver- ture du volet haut étant toujours supérieure à celle du volet bas. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de déplacement comprennent un bras monté à rotation en un point médian par rapport à un support, muni de deux bielles3 chacune de ces bielles étant articulée d'une part à l'une des extrémités du bras et d'autre part à l'un des volets. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend des profilés de guidage de l'air en circulation, disposés entre la batterie froide et les volets en position ouverte de façon à canaliser l'air vers la batterie froide. Selon un mode de réalisation particulier, la batterie froide comprend des tubes échangeurs disposés dans un carter surmonté du ventilateur de circulation et des résistances de dégivrage disposées à l'extérieur du carter. Selon un mode de réalisation particulier, le carter est situé dans le prolongement des profilés de guidage de la circulation d'air. Le dispositif selon l'invention comprend également un bac de récupération de l'eau de dégivrage situé à la partie inférieure de la chambre de production de frigories au droit des tubes échangeurs. Ce bac comprend des résistances de dégivrage et une évacuation de l'eau de dégivrage vers l'ex- térieur de la chambre. Selon un mode particulier de réalisation, la batterie froide est située à mi-hauteur de la chambre entre les deux volets de réglage et le ventilateur de circulation est du type extraction, disposé en partie supérieure de l'évaporateur. L'invention est décrite ci-après selon un mode de réalisation particulier en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un module du dispositif de surgélation selon l'invention, et - la figure 2 représente une vue en coupe horizontale schématique du dispositif. Sur la figure 1 on a décrit un dispositif de surgélation selon l'invention qui comprend une enceinte frigorifique 10, comprenant elle-mBme une chambre de production de frigories 12 et une chambre de stockage 14, séparées par une cloison isolante 16. Un tel dispositif est modulaire et peut comprendre à l'identique un certain nombre de ces éléments juxtaposés les uns aux autres pour augmenter la capacité. Dans le mode de réalisation représenté, la chambre de stockage peut accueillir un chariot 18 contenant des produits frais à surgeler ou à conserver en température négative. L'accès à la chambre de stockage 14 s'effectue grâce à une porte 20 de façon connue. La chambre de production de frigories comprend une batterie froide 22, comprenant des tubes échangeurs 24, un ventilateur 26 d'extraction disposé audessus des tubes 24, l'ensemble étant disposé dans un carter 28 fixé sur l'une des parois de l'en- ceinte 10. La batterie froide comprend en outre des résistances 30, disposées à la périphérie extérieure du carter 28 en vis à vis de la cloison isolante 16. Le carter 28 est prolongé en partie supérieure par des profilés de guidage 32 et 34 , respectivement supérieur et inférieur. Ces profilés de guidage sont des tôles qui se prolongent vers le haut et le bas pour isoler d'un coté la batterie froide et de l'autre c8té créer un canal de circulation 36 avec la paroi isolante 16. Cette paroi isolante comprend en parties supérieure et inférieure des volets de réglage 38 et 40 reliés à des moyens de déplacement 42. Les volets 38 et 40 sont montés pivotants par rapport à la cloison isolante 16 afin de prendre deux positions l'une ouverte, représentée en trait plein et l'autre fermée référencée 39 et 41 et représentée en trait discontinu. Le mécanisme de déplacement 42 comprend un bras 44 monté pivotant par rapport à un axe 45 solidaire du carter 28 et deux tringles 46 et 48, supérieure et inférieure, ces tringles étant articulées chacune3 d'une part à l'une des extrémités du bras 44 et d'autre part à chacun des volets 38 et 40. La chambre de stockage 14 comporte des rails de guidage 50 des chariots et cette chambre est obturée par la porte 20 comme cela a été indiqué précédemment. L'enceinte 10 comprend également des déflecteurs d'air 52 et 54 disposés dans les angles supérieurs des chambres de stockage et de production de frigories en vis à vis du volet supérieur 38. Cette enceinte est également complétée par un bac de dégivrage 56 disposé en partie inférieure de la chambre de production de frigories3 au droit des batteries froides. Ce bac de dégivrage comporte des résistances de dégivrage 58 disposées sous le bac 56 proprement dit et une évacuation 60 de l'eau de dégivrage du bac vers l'extérieur de l'enceinte 10. Le fonctionnement d'une telle enceinte est décrit ci-après dans le cas d'une surgélation de produits frais. La porte 20 étant ouverte, le chariot 18, portant les produits à surgeler, est introduit dans l'en- ceinte 10. La porte 20 étant refermée de façon à isoler parfaitement cette enceinte de l'atmosphère extérieure, les tubes 24 reçoivent de la part d'un groupe frigorifique, connu en soit et non décrit dans la présente invention, du fluide frigorigène qui va circuler à travers ces tubes échangeurs 24 tandis que les ventilateurs d'extraction 26 sont également mis en fonctionnement.Les volets 38 et 40 sont ouverts par mise en rotation du bras 44 autour de l'axe 45, le volet supérieur 38 ayant toujours une ouverture supérieure à celle du volet inférieur 40, volet 40 qui peut pivoter d'une position dans laquelle il est vertical dans le plan de la cloison d'isolation 16 vers une position à 90" vers l'intérieur de la chambre de production de frigories, tandis que le volet supérieur 38 pivote également vers l'intérieur de la chambre de production de frigories jusqu'à un angle supérieur à 90". Le déplacement des volets s'effectue grce aux bielles 46 et 48 dont la longueur peut autre réglée afin de faire varier l'angle d'ouverture des volets et d'ajuster la fermeture. En position totalement ouverte, les volets coopèrent de façon étanche avec les profilés de guidage 32 et 34 fermant ainsi le canal de circulation 36 et faisant circuler l'air suivant les flèches 62, c'est-à-dire que l'air extrait est guidé par le déflecteur 54 vers l'ouverture correspondant au volet 38 à travers la cloison isolante 16 vers la chambre de stockage 14, le déflecteur 52 assurant également un guidage de l'air du haut vers le bas de l'enceinte. L'air est ensuite aspiré vers l'ouverture correspondant au volet 40 et mis à nouveau en circulation à travers les tubes échangeurs 24 de façon à charger cet air de frigories.Ainsi par circulation de l'air à travers les tubes échangeurs 24 la chambre de stockage 14 est portée à une température négative préfixée Durant ce fonctionnement, l'humidité des produits frais est extraite et elle se condense sur les tubes échangeurs 24 jusqu'à diminuer leur rendement de façon telle qu'il soit nécessaire de pratiquer un dégivrage. Cette phase de dégivrage consiste à réchauffer l'atmosphère des tubes échangeurs 24 après avoir arrgté la circulation de fluide frigorigéne dans ces tubes jusqu'à fusion de la glace qui les recou vre. A cette fin, les volets 38 et 40 sont fermés de façon à rendre la paroi isolante 16 parfaitement étanche et à séparer les volumes des chambres de stockage 14 et de production de frigories 12. Dès lors l'air circule suivant les flèches 64, c'est-à- dire que le ventilateur continue à fonctionner et le déflecteur 54 renvoie l'air contre la paroi isolante 16, cet air étant guidé dans le canal de circulation 36 vers le bas de la chambre de production de frigories et recyclé à travers les tubes échangeurs 24.Dès lors, durant cette phase de dégivrage, les résistances 30 sont alimentées en énergie électrique de façon à remonter la température de cette chambre de production de frigories et à réchauffer l'air jusqu'à faire fondre la glace entourant les tubes échangeurs. L'eau de fonte est récupérée dans le bac de dégivrage 56 et des résistances 58 évitent toute solidification de l'eau et permettent un écoulement à travers l'ouverture 60 vers l'extérieur de l'enceinte. Ainsi, l'enceinte de production de frigories est à température positive tandis que l'enceinte de stockage 14 est toujours à une température négative de surgélation. La phase suivante consiste à remettre en température négative la chambre de production de frigories à une valeur équivalente à celle de la chambre de stockage. Dans ce but, l'alimentation en énergie électrique des résistances 30 est interrompue, le ventilateur reste en fonctionnement, la circulation de fluide frigorigène à travers les tubes échangeurs 24 est reprise et la circulation s'effectue toujours suivant les flèches 64 en boucle fermée dans la chambre de production de frigories jusqu'à ce que l'air de cette chambre soit à une température négative préfixée.Cette descente en température est rendue beaucoup plus rapide par le fait que le ventilateur accélère l'échange et cette remise en température négative n'est pas préjudiciable à la température de la chambre de stockage car cette dernière est suffisamment isolée pour conserver la température initiale durant la phase de dégivrage. Une fois la température préfixée atteinte dans la chambre de production de frigories, les volets 38 et 40 sont ouverts de façon que la circulation reprenne avec la chambre de stockage. La phase de dégivrage est terminée et aucune calorie n'a été apportée à la chambre de stockage durant cette phase. Le dispositif de surgélation selon l'invention présente de nombreux avantages, tant par sa circulation en fonctionnement normal entre les deux chambres que par un temps de dégivrage réduit du fait d'une remise en température négative rapide et surtout le fait qu'aucune calorie n'est transférée de la chambre de production de frigories vers la chambre de stockage après la phase de dégivrage Le dispositif est également remarquable dans le sens où les perfectionnements introduits ne requièrent qu'une faible surcoût en fabrication et qu'il s'agit d'un agencement qui facilite l'entretien de l'enceinte. REVENDICSTIONS 1. Dispositif de surgélation comprenant une chambre de stockage (14), une chambre de production de frigories (12) dans laquelle est disposée une batterie froide (22) avec un ventilateur (26) de circulation d'air et une cloison (16) verticale isolante de séparation des deux chambres munie de volets (38, 40) de réglage haut et bas de cette circulation d'air caractérisé en ce que ces volets (38, 40) sont dans le plan de la cloison (16) isolante en position fermée et en ce que les deux chambres comprennent en partie supérieure dans les angles des déflecteurs d'air (52, 54) de façon à améliorer la circulation de l'air dans les chambres. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (42) de déplacement des volets qui font pivoter le volet bas (40) de la position fermée à une position ouverte à 90" vers l'intérieur de la chambre de production de frigories et simultanément font pivoter le volet haut (38) vers l'intérieur de la chambre de production de frigories, l'ouverture du volet haut étant toujours supérieure à celle du volet bas. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (42) de déplacement comprennent un bras (44) monté à rotation en un point médian par rapport à un support, muni de deux bielles (46, 48), chacune de ces bielles étant articulée d'une part à l'une des extrémités du bras et d'autre part à l'un des volets. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des profilés (32 34) de guidage de l'air en circulation qui sont disposés entre la batterie froide (22) et les volets en position ouverte de façon à canaliser l'air vers la batterie froide. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la batterie froide (22) comprend des tubes échangeurs (24) disposés dans un carter (28) et des résistances (30) de dégivrage, disposées à l'ex- térieur de ce carter dans un canal de circulation (36) défini par ledit carter et la paroi isolante. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un bac (56) de dégivrage muni de résistances (58) de dégivrage et d'une évacuation (60) de l'eau de dégivrage vers l'extérieur de la chambre. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la batterie froide (22) est située à mi-hauteur de la chambre entre les deux volets de réglage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ventilateur (26) de circulation est du type à extraction, disposé en partie supérieure de la batterie froide.