Brevet FR2733307A1 — publié le 19961025

PROCEDE POUR SOLIDIFIER RAPIDEMENT DE L'EAU DANS UN CONTENEUR Cette invention se rapporte à un procédé pour solidifier rapidement de l'eau dans un conteneur, et plus particulièrement, à un procédé pour solidifier rapidement de l'eau dans un conteneur au moyen de sable, qui est facilement disponible et qui est obtenu à un coût extrêmement bas. Il est bien connu que l'eau peut rapidement se solidifier par un processus de congélation en utilisant un noyau. Le noyau peut être sous de nombreuses formes, par exemple, le Brevet U.S. n 4 856 296, enregistré le 12 juillet 1988, et délivré à Chi-Yao Shu, décrit un conteneur pour la glace et l'eau dans un réservoir à glace d'un système de refroidissement d'air dans lequel une tige centrale est solidement fixée à l'intérieur. La tige centrale comporte une pluralité de branches et sert en tant que noyau afin d'élever la température à laquelle l'eau commence à se solidifier. Le noyau de Shu et tous les autres noyaux de la technique antérieure concernés connus sont des produits traités ou fabriqués par l'homme, ce qui augmente le coût du noyau de manière significative à cause des coûts de matériel et de main d'oeuvre en augmentation. Par conséquent, un objectif principal de la présente invention est de proposer un procédé pour solidifier rapidement de l'eau dans un conteneur en disposant un noyau qui peut être obtenu à un coût extrêmement bas. En conséquence, le procédé pour solidifier rapidement de l'eau dans un conteneur comprend les étapes suivantes: la disposition d'une certaine quantité de sable dans 2 2733307 le conteneur qui contient de l'eau; et la solidification de l'eau dans le conteneur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique représentant de la glace en train d'être formée dans un conteneur à glace qui contient du sable et qui est plongé dans un réservoir à glace d'un système de stockage de glace selon le procédé de cette invention; la figure 2 est un graphique représentant le changement de température de l'intérieur et de l'extérieur du conteneur à glace dans le réservoir de glace du système de stockage de glace selon le procédé de cette invention; la figure 3 est une vue schématique représentant un conteneur à glace qui est plongé dans un réservoir de glace d'un système de stockage de glace selon la technique antérieure; la figure 4 est un graphique représentant le changement de température de l'intérieur et de l'extérieur du conteneur à glace dans le réservoir de glace du système de stockage de glace selon la technique antérieure; la figure 5 est un graphique similaire à la figure 2, dans lequel les grains de sable ne sont pas nettoyés avant d'être disposés dans le conteneur à glace et dans lequel la solution d'eau saumâtre est légèrement trouble; la figure 6 est un graphique similaire à la figure 2, dans lequel les grains de sable sont légèrement oxydés avant d'être disposés dans le conteneur à glace et dans lequel la solution d'eau saumâtre est légèrement trouble; 3 2733307 la figure 7 est une vue schématique représentant un bloc de glace en train d'être formé dans un bidon de glace dans lequel un sac en mailles métalliques contenant du sable est disposé selon le procédé de cette invention; et la figure 8 est une vue schématique représentant de la glace en train d'être formée dans des anneaux dans lesquels un sac à mailles de plastique contenant du sable est disposé selon le procédé de cette invention. La figure 1 représente de la glace en train d'être formée dans un conteneur à glace 30 plongé dans la solution d'eau saumâtre 20 d'un réservoir de glace 10 d'un système de stockage de glace selon un procédé pour solidifier rapidement de l'eau dans le conteneur à glace 30 de cette invention. Le conteneur à glace 30 est une bouteille de polyéthylene (PET) munie de parties semblables à des soufflets (non représentées) qui s'étendent au cours du processus de transformation en glace afin d'éviter tout dommage ou déformation du conteneur à glace 30. La solution d'eau saumâtre 20 est une solution aqueuse à 30 % en poids de glycol. Le réservoir de glace 10 possède un thermostat et est capable de maintenir la température de la solution d'eau saumâtre à une température constante. Le conteneur à glace 30 contient 1 litre d'eau 40 et 60 grammes de sable 50. Le sable 50 est du sable naturel chauffé à une température élevée et ensuite lavé avant d'être disposé dans le conteneur à glace 30. La figure 2 est un graphique représentant le changement de température de l'intérieur et de l'extérieur du conteneur à glace 30 dans le réservoir de glace 10 du système de stockage de glace selon un essai mené par l'inventeur. L'axe X du graphique indique le temps de l'opération de transformation en glace, tandis que l'axe Y du graphique indique la température de l'eau, 4 2733307 de la glace 40, et de la solution d'eau saumâtre 20. La courbe A indique le changement de température de l'eau ou de la glace dans le conteneur à glace 30 selon cette invention. La courbe B indique la température de la solution d'eau saumâtre 20 dans le réservoir de glace 10 selon cette invention. Comme le montre la courbe A à la figure 2, cela prend environ 40 minutes pour que l'eau 40 dans le conteneur à glace 30 soit refroidie à -2,5 C par la solution d'eau saumâtre 20. Les noyaux de glace commencent ensuite à se former et l'eau 40 dans le conteneur à glace 30 commence à se solidifier. Ensuite, l'eau 40 continue à se solidifier à 0 C tandis que la température de la solution d'eau saumâtre 20 est maintenue à -3 C. En se référant à la figure 3, pour comparaison, un essai du changement de température de l'intérieur et de l'extérieur d'un conteneur à glace 30 dans le réservoir de glace 10 d'un système de stockage de glace selon la technique antérieure est également mené par l'inventeur. Dans cet essai, les conditions sont similaires à l'essai précédemment mentionné de cette invention, sauf que le conteneur à glace 30 ne contient pas de sable 50, et la température de la solution d'eau saumâtre est maintenue à -5,5 C. A la figure 4, la courbe A indique le changement de température de l'eau ou de la glace 40 dans le conteneur à glace 30 selon la technique antérieure. La courbe B indique la même chose qu'à la figure 2. Comme le montre la courbe A à la figure 4, cela prend environ 60 minutes pour que l'eau 40 dans le conteneur à glace 30 soit refroidie à -5,5 C par la solution d'eau saumâtre 20. Les noyaux de glace commencent ensuite à se former et l'eau 40 dans le conteneur à glace 30 commence à se solidifier. Ensuite, l'eau 40 continue à se solidifier à 0 C tandis que la température de la solution d'eau saumâtre 20 est maintenue à -5,5 C. 2733307 Comme le montrent les figures 2 et 4, par comparaison, le procédé pour solidifier rapidement de l'eau dans un conteneur 30 a les avantages suivants: (1) Le temps nécessaire pour former les noyaux de glace, c'est-à-dire, pour solidifier l'eau 40 dans le conteneur à glace 30 dans lequel le sable 50 est disposé selon le procédé de cette invention est considérablement réduit. Par conséquent, la puissance de mise en oeuvre peut être réduite de manière significative. (2) La température de la solution d'eau saumâtre peut être aisément élevée d'environ -6 C à environ -3 OC. Cela économise environ 12 % de la puissance électrique pour solidifier l'eau 40 dans le conteneur à glace 30. Etant donné que le temps de mise en oeuvre et la puissance sont réduits de manière significative, le coût de mise en oeuvre peut être considérablement réduit. De plus, le sable 50 dans le conteneur à glace 30 augmente le poids total du conteneur à glace 30. Par conséquent, le sable 50 peut servir en tant que lest pour permettre au conteneur à glace 30 de toujours être plongé dans la solution d'eau saumâtre 20 afin d'obtenir un bon rendement de transfert de chaleur. Parce que le sable 50 peut être aisément obtenu à partir d'une source naturelle à un coût relativement bas, le coût de solidification de l'eau 40 dans le conteneur à glace 30 d'un système de stockage de glace peut être davantage réduit. Les figures 5 et 6 représentent deux essais supplémentaires menés par l'inventeur, qui sont similaires à ceux de la figure 2. De manière plus spécifique, à la figure 5, les grains de sable 50 ne sont pas lavés avant d'être disposés dans le conteneur à glace et la solution d'eau saumâtre 20 est légèrement trouble, et à la figure 6, les grains de sable 50 sont 6 2733307 légèrement oxydés avant d'être disposés dans le conteneur à glace 30 et la solution d'eau saumâtre 20 est légèrement trouble. Les courbes D et E indiquent le changement de température de l'eau ou de la glace dans le conteneur à glace 30 selon cette invention. La courbe B indique la température de la solution d'eau saumâtre 20 dans le réservoir de glace 10 selon cette invention. Comme le montrent les figures 5 et 6, cela prend respectivement environ 45 et 35 minutes pour que l'eau 40 dans le conteneur à glace 30 soit refroidie à -2 OC et à -1 oc par la solution d'eau saumâtre 20. Par conséquent, la conclusion est que sans se soucier de savoir si les grains de sable 50 sont non lavés ou oxydés, les avantages précédemment mentionnés peuvent être obtenus lorsque les grains de sable 50 sont utilisés en tant que noyau selon le procédé de cette invention. La figure 7 représente un bloc de glace 90 en train d'être formé dans un bidon de glace 100 selon le procédé de cette invention. Dans ce cas, le sable 50 est enfermé dans un sac cylindrique à mailles métalliques 60 afin d'empêcher le sable 50 de couler vers le fond du bidon de glace 100 ou de se disperser dans l'eau 40 qui est à solidifier en glace 90. Le sac à mailles métalliques 60 est supporté dans le bidon de glace 100 dans une position quelconque au moyen d'éléments de fixation appropriés quelconques, tels que des câbles 61. La figure 8 représente la glace en train d'être formée dans des anneaux 80 dans lesquels un sac cylindrique à mailles de plastique 70 et du sable 50 sont disposés selon le procédé de cette invention. Les deux extrémités du sac cylindrique à mailles de plastique 70 sont supportées entre les anneaux 80 près du dessus du bidon de glace 100 afin d'obtenir un meilleur effet de transfert de chaleur. Bien que l'invention ait été particulièrement 7 2733307 montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails5 peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour solidifier rapidement de l'eau (40) dans un conteneur (30), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la disposition d'une certaine quantité de sable (50) dans ledit conteneur (30) qui contient de l'eau (40); et la solidification de ladite eau (40) dans ledit conteneur (30). 2. Procédé pour solidifier rapidement de l'eau (40) dans un conteneur (30), selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes de disposition dudit sable (50) dans un sac à mailles métalliques (60), et de positionnement dudit sac à mailles métalliques (60) dans ledit conteneur (30) pour permettre audit sable (50) d'être plongé dans ladite eau (40). 3. Procédé pour solidifier rapidement de l'eau (40) dans un conteneur (30), selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes de disposition dudit sable (50) dans un sac cylindrique à mailles de plastique (70), et de positionnement dudit sac cylindrique à mailles de plastique (70) dans ledit conteneur (30) pour permettre audit sable (50) d'être plongé dans ladite eau (40).