Brevet FR2732757A1 — publié le 19961011

La présente invention concerne les récipients réfrigérants, c'est-àdire les récipients qui permettent de refroidir leur contenu au moment où leurs utilisateurs potentiels le souhaitent. Il existe actuellement une très grande vogue pour les boissons contenues dans des récipients hermétiquement fermés, incassables et facilement transportables. Ces récipients sont donc très souvent utilisés pour le transport de boissons en tout lieu et pour toute occasion, mais ne peuvent pas conserver les liquides qu'ils contiennent à une température fraîche. Le rafraîchissement de ce type de boissons pose donc un problème quand il n'y a pas de source froide à proximité du lieu de consommation. On connait déjà de tels récipients transportables réfrigérants, par exemple ceux qui sont décrits dans le PCT-WO 85/00876 et le PCT-WO 94/05958. Très schématiquement, les récipients décrits dans ces deux documents comportent une enveloppe délimitant un volume apte à contenir un produit à réfrigérer, une capsule montée en association avec l'enveloppe et comportant une sortie, un produit réfrigérant contenu dans la capsule, un serpentin disposé dans le volume délimité par l'enveloppe, l'extrémité de sortie du serpentin traversant la paroi de l'enveloppe par un passage étanche, et une valve commandable qui relie la sortie de la capsule à l'extrémité d'entrée du serpentin. Les récipients réfrigérants décrits dans ces deux documents donnent de bons résultats, mais leurs structures présentent cependant des inconvénients et leur confèrent un prix de fabrication relativement élevé. Comme principal inconvénient, il sera cité le fait que la paroi de l'enveloppe comporte une pluralité de passages étanches et une valve de commande relativement difficiles à réaliser. La présente invention a ainsi pour but de réaliser un récipient réfrigérant qui soit d'un faible coût de revient à la fabrication, tout en présentant une grande facilité de fonctionnement en toute sécurité sur le plan hygiénique et une bonne efficacité pour réfrigérer, par exemple, les boissons qu'il est apte à contenir. Plus précisément, la présente invention a pour objet un récipient réfrigérant comportant: - une enveloppe délimitant un volume intérieur apte à contenir un fluide à réfrigérer, - une capsule montée en association avec ladite enveloppe, ladite capsule étant disposée dans ledit volume intérieur délimité par ladite enveloppe, - un produit réfrigérant contenu dans ladite capsule, - un serpentin disposé dans ledit volume intérieur délimité par ladite enveloppe, ledit serpentin ayant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, ladite extrémité de sortie traversant la paroi de ladite enveloppe par un premier passage étanche, et - une conduite reliant la sortie de ladite capsule avec l'extrémité d'entrée dudit serpentin, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens d'obturation commandables de ladite conduite réagissant à la pression dudit fluide à réfrigérer contenu dans ladite enveloppe. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels: La figure 1 représente, dans une vue en coupe schématique partiellement écorchée, le principe de réalisation d'un récipient réfrigérant selon l'invention, La figure 2 représente une forme schématique d'un mode de réalisation d'un élément essentiel entrant dans la constitution du récipient réfrigérant selon l'invention, Les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue en coupe et une vue de dessus d'un autre mode de réalisation préférentiel de l'élément essentiel en accord avec les figures l et 2, la figure 3 représentant la coupe référencée III-III sur la figure 4, et La figure S représente une forme schématique d'un autre mode de réalisation de l'élément essentiel en accord avec les figures 1 à 4. Les figures 2 à 5 représentent trois modes de réalisation différents d'un élément essentiel entrant dans la constitution du récipient réfrigérant selon l'invention. Cependant, dans le but de faciliter la compréhension de la présente description, les mêmes références y désignent des moyens identiques, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit le mode de représentation de ces moyens. La figure 1 représente le schéma du principe de réalisation d'un récipient réfrigérant 1 selon l'invention. Ce récipient réfrigérant 1 comporte une enveloppe 2 délimitant un volume intérieur 3 apte à contenir un fluide à réfrigérer 4, par exemple une boisson ou analogue, une capsule S montée en association avec l'enveloppe 2, la capsule S étant disposée dans le volume intérieur 3 délimité par l'enveloppe, un produit réfrigérant contenu dans la capsule, un serpentin 6 disposé dans le volume intérieur 3, ce serpentin ayant une extrémité d'entrée 7 et une extrémité de sortie 8, l'extrémité de sortie 8 traversant la paroi de l'enveloppe 2 par un premier passage étanche 9, et une conduite 10 reliant une sortie 1 1 de la capsule 5 avec l'extrémité d'entrée 7 du serpentin 6. Le récipient réfrigérant comporte en outre des moyens d'obturation commandables 20 de la conduite 10 qui réagissent à la pression du fluide à réfrigérer 4 contenu dans l'enveloppe. Ces moyens d'obturation commandables 20 de la conduite 10 réagissent à la pression du fluide à réfrigérer de façon que, lorsque le fluide est à une pression supérieure à une valeur de seuil donnée, la conduite 10 soit obturée, et qu'elle soit passante quand le fluide 4 est à une pression inférieure à cette valeur de seuil donnée. Dans un mode de réalisation avantageux, les éléments décrits cidessus, comme l'enveloppe 2, la capsule 5, le serpentin 6, etc., peuvent facilement être réalisés dans un matériau comme de l'aluminium par la technique de l'emboutissage ou analogue, comme pour les réalisations selon l'art antérieur. Quant au produit réfrigérant, il peut par exemple être constitué par l'un des produits commercialisés sous les références commerciales HFC 134 A ou HFC 143 A. Il est maintenu sous pression dans la capsule 5 tant que la conduite 10 est obturée et produit du froid lorsqu'il se détend, par exemple à la sortie d'une buse d'éjection située en sortie 1 1 de la capsule, la sortie de la buse d'éjection coïncidant sensiblement avec l'entrée de la conduite 10, de la même façon que dans les réalisations de récipients réfrigérants selon l'art antérieur, cette buse d'éjection étant uniquement représentée sur la figure 5 où elle porte la référence 90. La figure 2 représente, sous forme schématique, un premier mode de réalisation des moyens d'obturation commandables 20 de la conduite 10 définis ci-dessus. Selon ce premier mode de réalisation, les moyens d'obturation commandables de la conduite réagissant à la pression du fluide à réfrigérer contenu dans l'enveloppe 2 comportent un corps 21 présentant par exemple la forme d'une sphère et réalisé en un matériau élastiquement déformable, par exemple un matériau caoutchouté, une percée traversante 22 réalisée dans le corps 21, ce corps 21 étant monté en association avec la conduite 10 de façon que la percée traversante 22 soit en série avec cette conduite 10. De façon avantageuse, ces moyens d'obturation commandables 20 peuvent en outre comporter une chambre élastiquement déformable 23 définissant un espace étanche 24 et entourant le corps 21 de façon que ce dernier soit situé dans l'espace étanche 24, la conduite 10 traversant de part en part la paroi 25 de la chambre en au moins deux points 26, 27, respectivement au moyen d'un deuxième 28 et d'un troisième 29 passage étanche. Selon le mode de réalisation illustré figure 2, la chambre 23 est constituée de deux parois relativement rigides 30, 3 1 reliées par des soufflets 32, 33,... et avantageusement au contact de deux côtés opposés du corps 21. De cette façon, quand la pression du fluide à réfrigérer est supérieure à la pression de seuil, l'espace étanche 24 se réduit par rapprochement des deux parois rigides 30, 31 en comprimant les soufflets 32, 33, comme illustré sur la figure 2 en traits interrompus. Les parois 30, 31 appuient alors sur le corps 21 et le déforment jusqu'à obturer la percée 22, et donc la conduite 10.Cette obturation est obtenue par l'étranglement de la partie de percée 22 située entre la partie 50 de la sortie 1 1 de la capsule S et la partie 51 de l'extrémité d'entrée 7 du serpentin 6, ces deux parties étant partiellement enfoncées dans le corps 21 respectivement aux deux extrémités de la percée 22. Dans un mode de réalisation avantageux, la chambre 23 présente la forme qui est plus particulièrement illustrée sur les figures 3 et 4. Elle comporte deux parois 40, 41 rigides agencées l'une avec l'autre en au moins un point de rotation, ou analogue 49, pour former un élément sensiblement en forme de "coquille Saint-Jacques", et des moyens de soufflet 43 pour relier les bords 42, 52 des deux parois 40, 41 et ainsi fermer la "coquille" et réaliser l'espace étanche 24. Dans ce mode de réalisation, les moyens de soufflet 43 présentent sensiblement la forme d'un croissant passant d'une largeur maximale à l'opposé du point de rotation 49, à une largeur minimale au niveau de ce point de rotation 49. Ils permettent d'obtenir le rapprochement des deux parois 40, 41 l'une vers l'autre, comme lorsqu'une coquille Saint-Jacques se referme après avoir baillé. Avantageusement, dans au moins l'une des parois 40, 41 de la chambre 23 est réalisée une cavité concave 44 complémentaire d'au moins une partie de la surface extérieure 45 du corps 21. Le mode de réalisation illustré comporte deux cavités 44 respectivement réalisées dans les deux parois 40, 41 afin de mieux maintenir le corps 21 par rapport à la chambre 23. La chambre 23 entoure le corps 21 comme précédemment décrit en regard de la figure 2, le corps 21 étant disposé au moins partiellement dans la ou les cavités 44. Pour augmenter la pression qui peut être exercée par les parois 40, 41 sur le corps 21, les cavités 44 sont situées sur le bord 46 des parois 40, 41 à proximité du point de rotation 49 défini ci-avant. Cette structure permet de faire jouer aux deux parois 40, 41 le rôle de leviers d'amplification de la pression exercée par le fluide à réfrigérer contenu dans l'enveloppe 2. Dans un mode de réalisation possible, la conduite 10 est constituée par une partie 50 de la sortie de la capsule 5, la percée 22 réalisée dans le corps 21 et une partie 51 de l'extrémité d'entrée 7 du serpentin 6 comme représenté sur la figure 2. Cependant, dans un autre mode de réalisation possible qui peut présenter des avantages de réalisation, mais surtout pour le fonctionnement comme il sera explicité ci-après, la conduite 10 peut être constituée par la partie 50 de la sortie de la capsule S, la percée 22 réalisée dans le corps 21 et l'espace étanche 24 défini par la chambre 23, cet espace étanche 24 étant alors relié au serpentin 6 par son extrémité d'entrée 7 à travers le troisième passage étanche 29, comme illustré sur les figures 3 et 4. Ces dernières caractéristiques sont aussi présentes dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, dans lequel la sphère 21 est située sensiblement au centre de la chambre élastiquement déformable 23. Dans une réalisation avantageuse, le récipient réfrigérant 1 comporte en outre au moins une tubulure d'alimentation 60 en produit réfrigérant, dont une première extrémité 61 débouche dans la capsule 5 et dont la seconde extrémité 62 débouche à l'extérieur 63 de l'enveloppe 2, la tubulure 60 traversant la paroi de l'enveloppe 2 par un quatrième passage étanche 64 réalisé par exemple par sertissage. Le récipient réfrigérant comporte aussi avantageusement des premiers moyens d'obturation 65 de la seconde extrémité 62 de la tubulure 60. Ces moyens peuvent être réalisés de différentes façons, par exemple par l'écrasement de cette extrémité 62 pour sertir ses parois. De préférence, le récipient réfrigérant comporte aussi des seconds moyens d'obturation 66 de l'extrémité de sortie 8 du serpentin 6. Ces seconds moyens d'obturation sont disposés sur la partie de cette extrémité 8 qui se trouve à l'extérieur 63 de l'enveloppe 2 et peuvent être réalisés de différentes façons, par exemple par l'écrasement de cette extrémité 8 pour sertir ses parois. Cependant, cette extrémité 8 doit pouvoir être ouverte au moins une fois au cours de l'utilisation du récipient réfrigérant. Son ouverture peut par exemple être obtenue par cassure entre le passage étanche 9 et les moyens d'obturation 66. Le récipient réfrigérant décrit ci-dessus trouve une application particulièrement avantageuse comme récipient de boisson facilement transportable. Dans ce cas, l'enveloppe 2 a, comme représenté sur la figure 1, la forme générale d'un cylindre de révolution délimité par deux faces planes opposées 71, 72. Pour faciliter la fabrication du récipient et son utilisation, le premier passage étanche 9 et et le quatrième 64 sont avantageusement réalisés sur une même face plane 71 de l'enveloppe 2. Dans l'application ci-dessus à un récipient de boisson transportable, le récipient réfrigérant comporte en outre avantageusement un support 73 sensiblement en forme de portion de surface cylindrique d'un rayon inférieur à celui du volume cylindrique 3 de l'enveloppe 2, positionné à l'intérieur de l'enveloppe 2. Sont alors prévus des moyens pour solidariser ce support 73 avec la capsule 5 et le serpentin 6, et même si possible les moyens d'obturation commandables 20. Ces derniers moyens de solidarisation peuvent être de toute nature. Dans un mode de réalisation avantageux, ils sont cependant constitués par l'intégration directe de la capsule et du serpentin dans le support.Dans ce cas, le support est constitué de deux plaques dans lesquelles sont réalisées en creux deux demi-capsules et deux demi-serpentins, qui sont ensuite serties l'une sur l'autre pour former un ensemble complet support-capsule-serpentin. Le mode de réalisation décrit ci-dessus facilite la fabrication du récipient réfrigérant 1 en préparant l'ensemble du support 73 avec la capsule 5, le serpentin 6 et éventuellement les moyens d'obturation commandables 20, avant d'introduire cet ensemble en une seule fois dans l'enveloppe 2, puis de sertir le fond 71 et de réaliser les passages étanches 9 et 64 définis ci-avant. L'enveloppe 2, la capsule 5, le serpentin 6 et les moyens d'obturation commandables 20 sont ainsi agencés comme schématiquement représenté sur la figure 1, mais avec la capsule non encore remplie de produit réfrigérant, la tubulure 60 ouverte et l'extrémité de sortie du serpentin obturée par les moyens 66. Selon un processus préférentiel, on commence par remplir l'enveloppe 2 avec un fluide à réfrigérer 4 sous une pression supérieure à la valeur de seuil donnée. Cette valeur de seuil est supérieure à au moins la pression du milieu ambiant 63 dans lequel le récipient réfrigérant 1 devra être utilisé, généralement la pression atmosphérique, mais doit également tenir compte de l'élasticité de la chambre 23 et du corps 21. Ce remplissage s'effectue généralement par la face 72 qui est ensuite obturée. La chambre 23 est donc soumise à la différence de pression entre celle du gaz, comme de l'air, qu'elle contient et la pression du fluide à réfrigérer contenu dans l'enveloppe 2. Le corps 21 s'écrase comme explicité ci-avant sous le rapprochement des deux parois 30, 31 ou 40, 41, de même que la paroi latérale de la percée 22. La conduite 10 est donc obturée. La conduite 10 étant obturée, la capsule 5 est remplie de produit réfrigérant sous pression par son entrée 62. Les moyens d'obturation 65 sont ensuite fermés quand la capsule est remplie de produit réfrigérant à la pression voulue. Lorsque la chambre 23 est réalisée comme illustré sur les figures 3 et 4, la pression du fluide à réfrigérer dans l'enveloppe n'a pas besoin d'être très élevée pour maintenir le corps 21 écrasé, et donc la conduite 10 obturée, même si la pression du produit réfrigérant dans la capsule 5 est élevée. Car, comme explicité ci-dessus, les deux parois 40, 41 forment leviers et amplifient la pression qui s'exerce sur elles. Il est à noter que le fluide à réfrigérer 4, par exemple une boisson, peut être introduit sous pression, ou bien contenir des gaz comme de nombreuses boissons gazeuses connues. En se dégageant de la masse liquide, ces gaz maintiennent une certaine pression dans l'enveloppe qui est supérieure à la valeur de seuil définie ci-avant. Le récipient réfrigérant 1 ainsi réalisé peut être vendu à tout utilisateur potentiel dans toute boutique spécialisée et utilisé de la façon suivante dans le cas de son application comme récipient contenant une boisson. Cet utilisateur peut le transporter sans difficulté en tout lieu, sans prendre de précautions particulières, de la même façon que tout autre récipient de boisson transportable. Quand il veut boire son contenu, il a le choix de le laisser à la température à laquelle il se trouve. Dans ce cas, il ouvre simplement l'enveloppe de la façon bien connue pour ce genre de récipient, par exemple en tirant sur la languette 100, et boit la boisson qu'elle contient, sans agir sur aucun des deux autres moyens d'obturation 65, 66. En revanche, s'il désire consommer cette boisson fraîche, sinon froide, il commence par ouvrir l'extrémité 8 du serpentin 6, par exemple en la cassant. Puis il ouvre l'enveloppe en tirant sur la languette 100 comme s'il voulait se servir la boisson qu'elle contient. L'intérieur de l'enveloppe 2 et celui du serpentin 6 se trouvent ainsi ramenés tous les deux à la même pression, la pression atmosphérique. Il est à noter que, dans le cas de la réalisation selon la figure 2, il est nécessaire de prendre des précautions lors de la réalisation de la chambre 23 pour être certain que la pression qui règne dans l'espace 24 ne demeure pas supérieure à celle du milieu extérieur ambiant lorsque l'enveloppe 2 est ouverte. Ce problème est éliminé avec la réalisation selon les figures 3 et 4, car l'espace intérieur 24 de la chambre 23 est amené à la pression atmosphérique par l'intermédiaire du serpentin 6. Les parois 40, 41 de la chambre n exercent alors plus de pression sur le corps 21 qui reprend sa forme initiale avec la percée 22 ouverte, aidé en cela par la pression exercée sur la paroi de cette percée par le produit réfrigérant contenu dans la capsule 5 et par la résilience du matériau dans lequel il est réalisé. Le produit réfrigérant sous pression contenu dans la capsule 5 se détend et parcourt le serpentin avant de s'échapper dans l'atmosphère 63 par l'extrémité de sortie 8 du serpentin. De façon connue, la détente du produit réfrigérant entraîne son refroidissement, ainsi que celui du serpentin qu'il parcourt. Par échange thermique entre le serpentin et la boisson 4, celle-ci se refroidit pour atteindre très facilement des températures dites "de boisson froide". Comme l'expérience l'a démontré, l'utilisateur du récipient réfrigérant doit juste attendre quelques secondes pour que l'échange thermique soit suffisant pour obtenir le refroidissement de la totalité du fluide 4. Il existe d'autres processus pour remplir la capsule avec le produit réfrigérant et l'enveloppe avec le fluide à réfrigérer. L'exemple donné cidessus semble être le plus facile à mettre en oeuvre et donc le plus avantageux pour une réalisation industrielle. Les autres processus ne seront pas décrits ici dans un simple souci de simplification de la description. Cependant, dans le cas de la réalisation dans laquelle le récipient ne comporte pas la tubulure 60 d'alimentation de la capsule 5, comme décrit cidessus, il est possible de remplir cette capsule par le serpentin 6, puis d'effectuer le vide en sortie de ce serpentin pour s'assurer que la conduite 10 s'obture bien par écrasement de la sphère élastique 21 et pour pouvoir monter l'ensemble "capsule 5, serpentin 6 et moyens d'obturation commandables 20" dans l'enveloppe 2, avec la capsule 5 remplie avec le fluide réfrigérant. A la description ci-dessus, on constate que le récipient réfrigérant selon l'invention présente tous les avantages annoncés dans le préambule, à savoir le rafraîchissement des boissons qu'il contient, en toute sécurité sur le plan hygiénique et de façon quasiment instantanée au moment de leur consommation, mais également une réalisation relativement facile permettant une fabrication industrielle en grandes quantités. REVENDICATIONS 1. Récipient réfrigérant (1) comportant: - une enveloppe (2) délimitant un volume intérieur (3) apte à contenir un fluide à réfrigérer (4), - une capsule (5) montée en association avec ladite enveloppe, ladite capsule étant disposée dans ledit volume intérieur (3), - un produit réfrigérant contenu dans ladite capsule (5), - un serpentin (6) disposé dans ledit volume intérieur (3) délimité par ladite enveloppe (2), ledit serpentin ayant une extrémité d'entrée (7) et une extrémité de sortie (8), ladite extrémité de sortie traversant la paroi (19) de ladite enveloppe (2) par un premier passage étanche (9), et - une conduite (10) reliant la sortie (11) de ladite capsule (5) avec l'extrémité (7) d'entrée dudit serpentin, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens d'obturation commandables (20) de ladite conduite réagissant à la pression dudit fluide à réfrigérer (4) contenu dans ladite enveloppe (2). 2 - Récipient selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'obturation commandables (20) de ladite conduite (10) réagissant à la pression dudit fluide à réfrigérer (4) contenu dans ladite enveloppe comportent un corps (21) en un matériau élastiquement déformable, une percée traversante (22) réalisée dans ledit corps, ledit corps étant monté en association avec ladite conduite de façon que ladite percée traversante soit en série avec ladite conduite. 3 - Récipient selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'obturation commandables (20) comportent en outre une chambre élastiquement déformable (23) définissant un espace étanche (24), ladite chambre entourant ledit corps (21) de façon que ce dernier soit situé dans ledit espace étanche (24), ladite conduite (10) traversant de part en part la paroi de ladite chambre (23) en au moins deux points (26, 27), respectivement par un deuxième (28) et un troisième (29) passages étanches. 4 - Récipient selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite chambre (23) comporte au moins deux parois sensiblement rigides (40, 41) agencées l'une avec l'autre en au moins sensiblement un point de rotation (49) pour former un élément sensiblement en forme de "coquille Saint Jacques", et des moyens de soufflet (43) reliant les bords (42, 52) des deux parois (40, 41) pour fermer la coquille et réaliser ledit espace étanche (24). 5 - Récipient selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite chambre (23) comporte au moins une cavité concave (44) complémentaire d'au moins une partie de la surface extérieure (45) dudit corps (21), ladite cavité étant réalisée dans l'une des deux parois (40, 41), ladite chambre entourant ledit corps de façon qu'il soit disposé au moins partiellement dans ladite cavité. 6 - Récipient selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite cavité (44) est située sur un bord (46) de la paroi (40, 41) dans laquelle cette cavité est réalisée, à proximité dudit point de rotation (49). 7 - Récipient selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que ladite conduite (10) est constituée par une partie (50) de la sortie de ladite capsule (5), ladite percée (22) réalisée dans ledit corps (21) et l'espace étanche (24) défini par ladite chambre (23). 8 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre au moins une tubulure d'alimentation en produit réfrigérant (60) dont une première extrémité (61) débouche dans ladite capsule (5) et dont la seconde extrémité (62) débouche à l'extérieur (63) de ladite enveloppe (2), ladite tubulure (60) traversant la paroi (19) de ladite enveloppe par un quatrième passage étanche (64). 9 - Récipient selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte des premiers moyens d'obturation (65) de la seconde extrémité (62) de ladite tubulure (60). 10 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte des seconds moyens d'obturation (66) de ladite extrémité de sortie (8) dudit serpentin (6), cesdits seconds moyens d'obturation étant situés à l'extérieur (63) de ladite enveloppe (2). 1 1 - Récipient selon la revendication 8, caractérisé par le fait que, ladite enveloppe (2) ayant sensiblement la forme générale d'un volume cylindrique délimité par deux faces planes opposées (71, 72), lesdits premier (9) et quatrième (64) passages étanches sont réalisés sur une même face plane (71) de ladite enveloppe (2). 12 - Récipient selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comporte un support (73) sensiblement en forme de portion de surface cylindrique d'un rayon inférieur à celui du volume cylindrique (3) délimité par ladite enveloppe (2), ledit support (73) étant disposé dans ledit volume cylindrique, et des moyens pour solidariser ladite capsule (5) et ledit serpentin (5) avec ledit support (73).