Brevet FR2702270A1 — publié le 19940909

La présente invention concerne les éléments de réfrigération, plus particuIièren#ent ceux qui sont destinés à équiper, par exemple, les véhicules frigorifiques utilisés, notamment, pour le transport des denrées périssables. Il existe déjà de tels éléments de réfrigération comportant essentiellement une enveloppe étanche apte à contenir un fluide eutectique, et un serpentin dont une partie est située dans l'enveloppe de façon à pouvoir être noyée dans le fluide eutectique, ce serpentin étant apte à être parcouru par un fluide réfrigérant comme du "Freon". Dans la plupart des cas, Itenveloppe est réalisée en matière plastique et le serpentin dans un matériau métallique, par exemple de 1 acier ou du cuivre. En théorie, les matériaux utilisés pour leur fabrication devraient donner aux serpentins une durée de vie relativement importante. Cependant, la nature très particulière des fluides eutectiques les rend très corrosifs et la paroi des serpentins arrive à se percer. Par ailleurs, il est très difficile d'obtenir une étanchéité parfaite aux endroits où les extrémités du serpentin traversent la paroi de l'enveloppe et ces points sont souvent le siège de fuites du fluide eutectique hors de l'enveloppe. La présente invention a ainsi pour but, d'une part de réaliser un élément de réfrigération qui pallie les inconvénients mentionnés ci-avant, et d'autre part de mettre en oeuvre un procédé de réalisation d'un tel élément. Plus précisément, la présente invention a pour objet un élément de réfrigération comportant: une enveloppe étanche apte à contenir un fluide eutectique, ladite enveloppe étant réalisée en un premier matériau, et un serpentin dont une partie est située dans ladite enveloppe de façon à pouvoir être noyée dans le fluide eutectique, ledit serpentin étant apte à être parcouru par un fluide réfrigérant, caractérisé par le fait que la paroi extérieure de la partie dudit serpentin contenue dans ladite enveloppe est recouverte au contact par une gaine en un second matériau, ladite gaine formant avec la paroi de l'enveloppe une paroi continue. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtrollt au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels: I.es figures 1 et 2 représentent deux coupes schématiques d'un mode de réalisation d'un élément de réfrigération selon l'invention, la coupe représentée par la figure 1 étant référencée 1-1 sur la figure 2 et la coupe représentée par la figure 2 étant référencée Il-Il sur la figure i, et La figure 3 représente une coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un élément de réfrigération selon l'invention, permettant de bien mettre en évidence une forme possible de l'un des constituants dudit élément de réfrigération. Ies figures 1 et 2 représentent sous forme schématique un élément de réfrigération comportant essentiellement une enveloppe étanche 1 apte à contenir un fluide eutectique et réalisée en un premier matériau, par exemple une matière plastique, et un serpentin 2 dont une partie 3 est située dans l'enveloppe 1 de façon à pouvoir être noyée dans le fluide eutectique. Ce serpentin est constitué par un conduit apte à être parcouru par un fluide réfrigérant, par exemple du "Freon", et dont la paroi est, de façon connue, en un matériau avantageusement bon conducteur de la chaleur, par exemple un matériau métallique comme de l'acier, du cuivre, etc. L'élément de réfrigération se caractérise essentiellement par le fait que la surface extérieure 4 de la paroi de la partie 3 du serpentin 2 contenue dans l'enveloppe est recouverte, au contact, par une gaine 5 en un second matériau, cette gaine formant avec la paroi 6 de l'enveloppe 1 une paroi continue. Dans une réalisation avantageuse, les premier et second matériaux sont identiques et avantageusement constitués par une matière plastique. Cette dernière caractéristique est très avantageuse car, outre le fait qu'elle permet à l'élément de réfrigération d'avoir des avantages qui lui sont propres, elle permet une mise en oeuvre très facile d'un procédé de réalisation de cet élément. Par ailleurs, les caractéristiques structurelles de l'élément de réfrigération définies ci-dessus, permettent à l'enveloppe 1 de présenter une structure avantageuse. Cette enveloppe comporte deux parois 10, 11, toutes deux de forme sensiblement cylindrique ouverte 12, 13 et délimitées chacune dans un angle au centre rentrant 14, 15, les deux extrémités 16, 17 de l'ouverture 12 de l'une 10 des deux parois cylindriques étant reliées aux deux extrémités i 8, l 19 de l'ouverture 13 de l'autre 11 par deux parois 21, 22 sensiblement parallèles, pour délimiter un volume intérieur fermé 23 en forme sensiblement d'un "8". Avec une structure telle que décrite ci-dessus, l'enveloppe 1 peut être complètement remplie par le fluide eutectique sans que l'on soit obligé d'y laisser un volume tampon de dilatation, par exemple un volume de gaz comme de l'air ou analogue. I ll effet, si, au cours de son fonctionnement, l'élément de réFrigération est soumis à des variations de température, et plus particulièrement l'enveloppe 1, le volume du fluide eutectique varie.La forme donnée à L'enveloppe lui permet alors, par écartement ou rapprochement des deux parois parallèles 21, 22 reliant les deux parois cylindriques ouvertes 10, 11, de se déformer et de pouvoir très facilement absorber les variations de volume du fluide eutectique sans avoir à craindre un éclatement comme pour les enveloppes de l'art antérieur, cette déformation étant encore plus facile si l'enveloppe est réalisée en matière plastique, Les figures 1 et 2 représentent la paroi de l'enveloppe dans une forme simplifiée mettant en évidence l'une des caractéristiques de l'élément de réfrigération selon l'invention.Cependant, pour donner une certaine rigidité à l'enveloppe qui a généralement une longueur relativement importante, sa paroi comporte avantageusement des nervures de renfort longitudinales 30, 31 comme celles illustrées sur la figure 3, qui n'enlèvent à l'enveloppe aucun des avantages mentionnés ci-avant. la forme structurelle des éléments de réfrigération décrite ci-dessus leur permet de trouver une application particulièrement avantageuse dans des espaces comme des wagons ou des véhicules frigorifiques, car elle leur permet d'être facilement associés les uns avec les autres pour obtenir une puissance de refroidissement adaptée au volume à réfrigérer. En effet, pour pouvoir être facilement associés les uns aux autres et permettre le couplage des serpentins en série ou en parallèle, les éléments de réfrigération selon l'invention comportent en outre au moins une patte 40 montée en association avec l'enveloppe 1 suivant une direction 41 sensiblement transversale aux axes longitudinaux 42, 43 des parois cylindriques 10, 11, de façon qu'elle comporte deux parties 44, 45 en saillie de part et d'autre de cette enveloppe. La patte 40 comporte en outre deux entailles 46, 47 réalisées respectivement sur les deux parties en saillie 4in, 45 et sensiblement symétriques l'une de l'autre par rapport à un axe 48 parallèle aux axes longitudinaux 42, 43. Dans ces conditions, les pattes 40 peuvent s'emboîter les unes sur les autres en positionnant les enveloppes des éléments de réfrigération les unes à côté des autres, comme cela apparaît notamment sur la figure 2. Les éléments de réfrigération sont ainsi parfaitement alignés et se soutiennent mutuellement, ce qui permet de coupler rationnellement les serpentins entre eux et avec la source de "Freon" pour constituer tout dispositif de réfrigération désiré. Comme mentionné ci-avant, la structure de l'élément de réfrigération selon l'invention est particulièrement avantageuse car elle permet une mise en oeuvre aisée d'un procédé de réalisation de cet élément avec un petit nombre d'opérations, notamment dans le cas où la paroi de l'enveloppe et la gaine de la partie de serpentin disposée dans cette enveloppe sont dans un même matériau. Le procédé de réalisation d'un élément de réfrigération selon l'invention se caractérise par le fait qu'il consiste, tout d'abord, à placer un serpentin dans un moule dont la surface intérieure a une forme complémentaire de celle de la surface extérieure de l'élément à obtenir, les extrémités 51 du serpentin émergeant du moule et le moule contenant le matériau de base nécessaire à la réalisation de l'enveloppe et de la gaine, par exemple des granulés de matière plastique. Il consiste ensuite à entraîner le moule dans un mouvement de rotation, tout en chauffant le moule et aussi, selon une caractéristique importante de l'invention, le serpentin. Les moyens pour chauffer le serpentin peuvent être de différentes formes utilisant toutes le fait que la paroi du serpentin est en un matériau conducteur de la chaleur, par exemple une circulation de fluide chaud entretenue à lrintérieur du serpentin, ce qui est possible et très aisé puisque le serpentin est constitué par un conduit, ou bien le passage d'un courant électrique dans la paroi du serpentin puisqu'elle est généralement en un matériau électriquement conducteur et présentant une certaine résistivité. L'élément de réfrigération décrit ci-dessus se forme ainsi dans le moule suivant la technique, connue en elle-même, du rotomoulage. Le procédé décrit ci-dessus permet, en une seule opération de moulage, de réaliser ensemble l'enveloppe et la gaine destinée à isoler le serpentin du contact avec le fluide eutectique généralement corrosif. De plus, le volume destiné à être rempli de fluide eutectique est rigoureusement étanche, puisqu'il n'est plus nécessaire de pratiquer, dans la paroi de l'enveloppe, des passages pour les extrémités 51 du serpentin 2. Bien entendu, l'enveloppe comporte une ouverture avec bouchon pour permettre son remplissage et sa vidange, mais ces moyens sont connus en eux-mêmes par les éléments de réfrigération de l'art antérieur et ils ne seront pas décrits ici. REVENDICATIONS I- élément de réfrigération comportant: une enveloppe étanche (I) apte à contenir un fluide eutectique, ladite enveloppe étant réalisée en un premier matériau, et un serpentin (2) dont une partie (3) est située dans ladite enveloppe de façon à pouvoir être noyée dans le fluide eutectique, ledit serpentin étant apte à être parcouru par un fluide réfrigérant, caractérisé par le fait que la paroi extérieure (4) de la partie dudit serpentin contenue dans ladite enveloppe est recouverte au contact par une gaine (5) en un second matériau, ladite gaine formant avec la paroi de l'enveloppe une paroi continue. 2- Elément selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enveloppe (1) comporte deux parois (10, 11) de forme sensiblement cvlindrique ouverte (12, 13) délimitée chacune dans un angle au centre rentrant (14, 15), les deux extrémités (16, 17) de l'ouverture (12) de l'une (10) des deux parois cylindriques étant reliées aux deux extrémités (18, 19) de l'ouverture (13) de l'autre (11) par deux parois (21, 22) sensiblement parallèles, pour délimiter un volume fermé (23) en forme sensiblement d'un "8". 3- Elément selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la paroi de ladite enveloppe (1) comporte des nervures longitudinales de rcnlort (30,31). 4- Elément selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre au moins une patte (40) montée en association avec ladite enveloppe (1) suivant une direction (41) sensiblement transversale aux axes longitudinaux (42, 43) des parois cylindriques (10, 11), de façon qu'elle comporte deux parties (44, 45) en saillie de part et d'autre de ladite enveloppe, ladite patte comportant deux entailles (46, 47) réalisées respectivement sur les deux dites parties en saillie, ces deux entailles étant sensiblement symétflques l'une de l'autre par rapport à un axe (48) parallèle auxdits axes longitudinaux. 5- Elément selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdits premier et second matériaux sont identiques. 6- Procédé de réalisation d'un élément selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il consiste à placer ledit serpentin dans un moule dont la surface intérieure a une forme complémentaire de la surface extérieure dudit élément à obtenir, les extrémités dudit serpentin émergeant dudit moule, ledit moule contenant ledit matériau dans lequel doit être réalisée ladite enveloppe et ladite gaine, et à animer ledit moule d'un mouvement de rotation tout en chauffant ledit moule et ledit serpentin. 7- Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le chauffage dudit serpentin est obtenu par une circulation de fluide chaud dans ledit serpentin. 8- Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit serpentin est réalisé en un matériau électriquement conducteur présentant une certaine résistivité, le chauffage dudit serpentin étant alors obtenu par passage d'un courant électrique dans la paroi dudit serpentin.