Brevet FR2759890A1 — publié le 19980828

Dispositif pour la conservation froide de plateaux repas avec réchauffement localisé. L'invention concerne les dispositifs pour la conservation froide des plateaux repas avec réchauffement localisé. Elle vise plus spécialement les dispositifs comprenant un châssis sur roulette portant un caisson inférieur et un caisson supérieur, ces deux caissons étant séparés par un espace pouvant contenir plusieurs plateaux repas en matériau isolant thermiquement, empilés et amovibles, et dans lesquels chaque caisson, réalisé en matériau isolant thermiquement, comporte deux boucles de renvoi pour les branches verticales de deux circuits parallèles et indépendants, ménagés dans les plateaux repas, à savoir un circuit de refroidissement et un circuit de réchauffage ou de refroidissement et de réchauffage, I'un des caissons étant muni de moyens de production de frigories communiquant avec l'un des deux circuits. Chacun des plateaux repas, pour ce type de dispositif, est composé d'un élément supérieur et d'un élément inférieur comportant des barrières thermiques complémentaires s'interpénétrant pour diviser chaque plateau en deux zones, isolées l'une de l'autre et de l'extérieur, chaque zone de chaque élément de plateaux étant traversée par au moins deux canaux verticaux dont l'un entoure partiellement les récipients supportés par l'élément inférieur, tandis que chaque élément supérieur de chaque plateau comporte, dans sa zone de réchauffage, des moyens de production de calories. Dans l'armoire décrite dans FR-A-90 07060, les moyens de production de frigories comprennent un groupe frigorifique embarqué disposé dans le caisson inférieur et dont l'évaporateur est disposé, soit dans le caisson supérieur, soit dans le caisson inférieur. Lorsque l'armoire est déplacée pour distribuer les plateaux repas, I'alimentation électrique du compresseur doit être interrompue, ce qui exclut toute application de ce type d'armoire à la distribution des repas à partir d'une centrale de restauration éloignée puisque, très rapidement, I'évaporateur n'est plus en mesure de fournir des frigories. Un autre inconvénient de ces moyens de production de frigories est la surcharge pondérale qui, résultant du groupe frigorifique, exclut l'utilisation de ce type d'armoire pour la restauration dans les avions. Enfin, le maintien en température froide des récipients disposés dans les plateaux est effectué au moyen du flux d'air froid circulant dans les deux branches du circuit, soit par convection naturelle, soit par circulation forcée. II en résulte que, même si des canaux transversaux de liaison peuvent être ménagés dans les plateaux pour faire communiquer la branche descendante du circuit froid avec la branche ascendante, les températures de conservation ne sont pas uniformes sur tous les plateaux, cette différence pouvant être importante entre les plateaux proches de l'évaporateur et ceux qui en sont le plus éloigné. La présente invention a pour objet de foumir un dispositif qui remédie à ces inconvénients. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, les moyens de production du froid comprennent: - dans le caisson supérieur: - un accumulateur de frigories constitué par un réservoir étanche, isolé et raccordable à une source de fluide à température négative, au moins le fond de ce réservoir étant thermiquement conducteur et présentant, au moins dans la zone de la boucle de retour du circuit de refroidissement, une déformation sensiblement semi cylindrique, - un organe de régulation constitué par un cylindre horizontal de même diamètre que la déformation précitée contre laquelle il est en contact et monté libre en rotation, sous le contrôle d'une commande, ce cylindre comprenant une partie supérieure en matériau isolant et une partie inférieure en matériau thermiquement conducteur dans laquelle est emmanchée l'une des extrémités de barreaux caloducs dont les extrémités libres sont dans la boucle de retour du circuit de refroidissement, - et, dans l'un des éléments de chaque plateau, une plaque d'échange comportant un premier réseau caloduc inteme dont les échangeurs thermiques sont disposés dans les zones des récipients à refroidir, ces échangeurs étant munis d'embouts de collecte de frigories disposés dans la branche verticale descendante du circuit de refroidissement. Dans ce dispositif, la source de froid est constituée par un réservoir de frigories dont l'alimentation, effectuée de façon connue par des raccords connectés à une réserve centrale, est assurée par un fluide qui peut être super réfrigérant, c'est à dire être constitué par un liquide eutectique ou équivalent, porté à très basse température de l'ordre de - 21"C. En raison de son isolation thermique par l'isolant du caisson, ce réservoir, bien que réalisé en matériau conducteur, ne peut diffuser ses frigories qu'à travers l'organe de régulation. Cet organe peut occuper une position de fermeture totale s'opposant à tout échange entre le fond de la réserve et la boucle de renvoi du circuit avec lequel il communique, position dans laquelle la partie en matériau isolant vient seule en contact contre la déformation semi cylindrique du réservoir. Dès que cet organe de régulation est pivoté, et qu'un segment circulaire de sa partie en matériau conducteur vient au contact de la déformation semi cylindrique du réservoir, les frigories se transmettent par conduction à travers le fond de la déformation à la partie conductrice de l'organe de régulation et, de là, aux extrémités intemes des barreaux caloducs qui, en raison de leur inclinaison et de leur nature, transmettent immédiatement cette énergie à leur autre extrémité, disposée dans le circuit de refroidissement. La régulation de l'échange de frigories s'effectue en modifiant la position angulaire de l'organe de régulation par rapport à la déformation de la réserve, c'est à dire par modification de la surface de la partie conductrice de cet organe en contact avec la face de cette déformation. Les frigories, ainsi entraînées dans le circuit de refroidissement, rencontrent, dans l'une des branches de celui-ci, les embouts de collecte des réseaux caloducs des plaques d'échange associées à chaque plateau, ce qui permet à une partie des frigories véhiculées de venir, par les réseaux caloducs, dans les zones des plateaux devant être refroidis, c'est à dire à proximité des plats et mets devant être maintenus en température. Toutes ces fonctions de transfert thermique s'effectuent par conductivité directe sans aucun accessoire et permettent donc, après avoir chargé le réservoir en frigories, d'assurer le maintien des aliments à la température adéquate, sans recours à une source d'énergie extérieure. Dans une forme d'exécution de l'invention, le circuit de refroidissement et de réchauffage comprend, dans la boucle de renvoi du caisson inférieur, un échangeur thermique et la plaque d'échange, solidaire de l'un des éléments de chaque plateau, comporte un second réseau caloducs inteme comprenant un échangeur thermique disposé dans la zone des récipients à réchauffer, cet échangeur se prolongeant, dans la branche verticale ascendante du circuit de réchauffage, par un embout de collecte des calories ou frigories. Ainsi, les récipients disposés dans la zone de réchauffage des plateaux repas sont maintenus en température chaude par l'intermédiaire des plaques d'échange. Dans une autre application, combinant dans cette zone, refroidissement puis réchauffage, ces deux fonctions successives sont assurées par le second réseau caloduc qui prélève les frigories puis les calories dans la même branche du circuit correspondant. Dans ce cas, ce circuit est régulé par un organe de régulation indépendant du premier et pouvant, soit transmettre les frigories dans la boucle de renvoi supérieure du circuit, soit prendre une position d'isolation de la réserve de frigories, pour permettre la circulation de l'air chaud dans le circuit. Avantageusement, les moyens de production de chaleur disposés dans la boucle du circuit de réchauffage, sont constitués par les extrémités libres de plusieurs barreaux caloducs dont les autres extrémités sont en contact thermique avec un réservoir d'huile thermique contenant des résistances électriques de réchauffage sous contrôle thermostatique. Dans ces conditions, lorsque l'armoire du chariot passe en phase de réchauffage des aliments, les résistances électriques sont alimentées de manière à porter l'huile contenue dans le réservoir à une température déterminée, et l'énergie calorifique de cette huile est transmise, par les barreaux caloducs, dans la boucle de renvoi inférieure du circuit de réchauffage. Lorsqu'il faut déplacer le chariot pour distribuer les plateaux repas, la réserve d'huile constitue une réserve de calories positives qui continue à assurer le réchauffage des plateaux, par la branche ascendante du circuit de réchauffage, branche dans laquelle sont disposés les embouts des circuits de réchauffage individuels de chacun des plateaux repas, et cela jusqu'à ce que le demier plateau repas soit retiré. Le recours à ces moyens de réchauffage procure un avantage très important qui est de permettre le nettoyage par des jets d'eau sous pression de la structure de base de l'armoire, sans risquer d'endommager les contacts électriques, comme c'était le cas dans les dispositifs antérieurs où chaque plateau comportait des moyens de chauffage par résistance électrique, dont le circuit d'alimentation s'enclenchait sur des bomes du châssis. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif. Figure 1 est une vue en perspective générale du dispositif selon l'invention, Figures 2 et 3 sont des vues de côté en coupe transversale d'un plateau repas, respectivement, lorsqu'il est en position ouverte et en position fermée, Figures 4 et 5 sont des vues en plan par dessus, respectivement, de l'élément supérieur et de l'élément inférieur d'une forme d'exécution d'un plateau repas, Figure 6 est une vue de côté en coupe transversale du dispositif lorsqu'il est chargé en plateaux repas, Figures 7 et 8 sont des vues partielles, en coupe transversale montrant, à échelle agrandie, L'organe de distribution lorsqu'il est en position de fermeture et en position de distribution. Comme montré à la figure 1, le dispositif selon l'invention est composé d'un châssis 2, portant un caisson inférieur 3 muni de roulettes 4, et d'un caisson supérieur 5. L'intervalle entre les caissons 3 et 5 est destiné à recevoir des plateaux repas composés chacun, comme montré plus en détails aux figures 2 à 5, d'un élément supérieur 6 et d'un élément inférieur 7. Chacun de ces éléments est isolant et comporte des nervures 8 ou des rainures 9, de formes complémentaires, aptes à former, lorsque les deux éléments 6 et 7 sont en contact, des barrières thermiques isolant, I'une de l'autre et de l'extérieur, deux zones du plateau, à savoir, une zone F destinée uniquement à être refroidie et une zone C pouvant être uniquement réchauffée ou d'abord refroidie puis réchauffée. Dans chacune de ces deux zones, les éléments 6, 7 de plateau comportent des canaux verticaux, à savoir des canaux verticaux et latéraux 10 et 11 et au moins un, et voire même deux canaux verticaux et centraux 12. Les canaux 12, ménagés dans les éléments inférieurs 7 de chaque plateau repas sont, comme montré à la figure 5, constitués par des rainures intercalées entre des portées 13 destinées à supporter les récipients 14 contenant les aliments. La figure 3 montre bien que chaque zone F ou C du plateau est totalement isolée de l'autre par la barrière thermique 8, 9. Pour certaines applications, au moins l'un des éléments 6, 7 de chaque plateau comporte, comme montré pour le plateau 7 à la figure 5, des rainures 15 faisant communiquer le canal latéral 10 avec le ou les canaux 12. Lorsque le dispositif est chargé de ces plateaux repas, comme montré à la figure 6, les canaux 10 et 12 superposés forment les deux branches, respectivement ascendante et descendante, de deux circuits indépendants dont les boucles de renvoi, respectivement supérieure 16 et inférieure 17, sont formées, respectivement, dans le caisson supérieur 5, contenant des moyens de production de froid, et dans le caisson inférieur 3, contenant les moyens de production de la chaleur. Selon l'invention, les moyens de production de froid sont constitués par un réservoir 18 en matériau conducteur de la chaleur et, par exemple, en acier ou en aluminium inséré dans l'isolant du caisson 5 et communiquant par deux conduits 19 avec des raccords 20 pouvant être raccordés à une source de liquide frigorigène. Ce réservoir comporte, dans son fond, deux déformations semi cylindriques transversales 22, disposées chacune au voisinage des boucles de renvoi 16 des circuits de refroidissement, puisque le chariot représenté à cette figure est un chariot du type dans lequel la zone C assure à la fois le refroidissement et le réchauffage des aliments et comporte donc un circuit assurant à la fois le refroidissement et le réchauffage distinct de l'autre circuit assurant seulement le refroidissement. Contre chacune de ces déformations, un cylindre transversal 23 constituant l'organe de régulation est monté libre en rotation. Comme montré plus en détails aux figures 7 et 8, chaque cylindre 23 est composé d'un segment cylindrique 23a en matériau isolant et d'un segment cylindrique 23b en matériau conducteur de la chaleur. Ces deux segments sont liés l'un à l'autre, par exemple par collage, de manière à éviter tout transfert thermique entre eux. La figure 7 montre que, l'arc circulaire sur lequel s'étend le segment isolant 23a, est supérieur à l'arc circulaire de la déformation cylindrique 22, ménagée dans le fond du réservoir 18, de manière que, lorsque l'organe de régulation est en position d'isolation, montré figure 7, aucun échange thermique ne puisse avoir lieu entre le fond du réservoir et son segment conducteur 23b. Dans ce segment conducteur 23b, sont fixées les extrémités intemes de barreaux caloducs 24, saillants sensiblement radialement de l'organe de régulation à l'intérieur du couloir de renvoi correspondant 16. Le nombre, la forme, et la répartition angulaire des barreaux caloducs 24 dépendent des applications et des besoins en frigories. Lorsque l'organe de régulation est pivoté dans le sens de la flèche 25 de figure 8, son segment conducteur 23b vient en contact avec la face de la déformation 22, ce qui permet, par conduction, le transfert thermique des frigories du réservoir à ce segment 23b, puis du segment aux barreaux 24 qui, à leur tour, échangent avec l'air en circulation dans la boucle de renvoi 16. En pivotant plus ou moins l'organe 23, il est ainsi possible de réguler la quantité de frigories échangées. Ce réglage peut être effectué manuellement par un bouton cranté accessible de l'extérieur du caisson 5 et muni d'un index coopérant avec une graduation, ou automatiquement par un dispositif réagissant à un capteur de température disposé dans la boucle de renvoi supérieure 16 ou dans la boucle de renvoi inférieure 17. Dans ce dispositif équipé de deux organes de régulation 23, leurs moyens de réglage sont distincts et indépendants. La figure 6 montre que, lorsque la zone C est en phase de réchauffement, l'organe de régulation correspondant 23 est en position d'isolation, ce qui empêche tout transfert des frigories dans la boucle 16 correspondante, mais aussi tout transfert des calories captées par les barreaux caloducs 24 en direction du réservoir 18. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chacun des plateaux repas 6, 7 est équipé de moyens de transfert thermique par caloducs. Plus précisément et comme montré figure 4, correspondant à l'élément supérieur d'un plateau repas pour le dispositif représenté à la figure 6, la zone du plateau correspondant à la zone F de refroidissement comporte une plaque d'échange avec un premier réseau caloduc 26, tandis que l'autre zone C comporte une plaque d'échange avec un second réseau caloduc 27. Chacun de ces réseaux peut, par exemple, être constitué par une plaque métallique collée sur la face supérieure de l'élément 6 de plateau et dont l'échangeur thermique 26a ou 27a est disposée audessus des canaux 12 de la zone correspondante. Il est évident que cet échangeur comporte des passages permettant la libre circulation du flux d'air. Chaque réseau est raccordé à un embout 26b, 27b venant dans le canal latéral 10 et 11 correspondant. Ainsi, et comme montré à la figure 6, dans la zone F lorsque, le flux d'air refroidi par le passage sur les barreaux caloduca 24 du circuit de refroidissement, emprunte la branche verticale descendante, formée par les canaux verticaux 10 et 11, il rencontre les embouts 26b qui captent les frigories et les conduisent par les premiers réseaux caloducs 26 aux plaques d'échange 26a disposées dans la branche ascendante du circuit et au-dessus des récipients 14 devant être refroidis. La transmission thermique par les caloducs étant très rapide, et pratiquement sans perte de rendement, chacun des récipients est ainsi maintenu à une température identique, quelle que soit la position de son plateau dans l'empilage. L'action des caloducs est complétée par l'apport des calories reprenant la branche ascendante du circuit, éventuellement avec l'aide d'une turbine tangentielle 28. Le refroidissement des récipients 14 dans le compartiment C s'effectue de la même façon. Il en est de même pour le réchauffage des mets disposés dans le compartiment C qui est effectué au moyen d'un flux d'air réchauffé dans la boucle de renvoi inférieur 17 du compartiment inférieur 3 par des moyens de réchauffage 30 et qui est forcé, par exemple, par une turbine tangentielle 31. La branche verticale du circuit formé par le conduit latéral il est alors utilisée en sens inverse, afin que la chaleur soit captée par les embouts 27b des seconds réseaux caloducs et conduit aux échangeurs d'échange 27a, au-dessus des récipients 14 devant être réchauffés et dotés d'un couvercle 14a. Cette disposition permet d'obtenir une température régulière et constante dans chacun des plateaux et cela avec un moyen de transfert thermique servant également au transfert des frigories et ne nécessitant aucune connexion avec le châssis, puisque chacun des réseaux caloducs reste adhérent à l'élément supérieur 6 du plateau repas correspondant. De ce fait, le châssis est débarrassé de tout contact électrique et peut être nettoyé au jet sous pression, comme chacun des plateaux, ce qui permet de satisfaire aux règles d'hygiène alimentaire. Dans la forme d'exécution représentée, les moyens de production de chaleur 30 sont constitués par les parties libres de plusieurs barreaux caloducs 32 disposés dans la boucle de renvoi inférieure 17. Ces barreaux sont en contact thermique avec l'huile thermique 33 d'un réservoir 34 contenant une résistance électrique 35 de chauffage. En fonctionnement, la résistance porte l'huile thermique 33 à sa température de fonctionnement, régulée par un thermostat, et la chaleur de l'huile se transmet, par les barreaux caloducs 32, dans la boucle de renvoi 17, où ces barreaux cèdent leurs calories au flux d'air en circulation. Ainsi, les calories sont portées aux embouts 27b des seconds réseaux d'échange. Lorsque, après réchauffage et le dispositif déplacé, après avoir été déconnectée électriquement, l'énergie calorifique emmagasinée dans le réservoir 34 par l'huile thermique assure le maintien en température des plats, et cela pendant une durée suffisante pour pouvoir déplacer le chariot du lieu de remise en température au lieu de distribution, et pour assurer la distribution. Le dispositif, qui a été décrit ci-dessus, peut également être appliqué à une armoire comportant une zone de refroidissement et une zone n'assurant que la remise en température. Dans ce cas, le réservoir 18 pour le liquide frigorigène ne s'étend que sur une partie du chariot et ne comporte pas d'organe de régulation 23 dans sa partie jouxtant la boucle de renvoi 16 du circuit de réchauffage. Dans le cas d'une armoire de distribution de plateau-repas à "niveau constant", un cric 36 actionné par une pédale, permet la remontée de chaque plateau. Dans une variante de réalisation, le réservoir 18 contient des corps creux, tels que des gélules, remplies d'un liquide eutectique comme décrit dans le brevet FR-A- 96 09991, le refroidissement de ces gélules emprisonnées dans le réservoir est assuré par un liquide eutectique alimentaire pré-refroidi à une température inférieure à 00c - pouvant aller jusqu'à -50 ou 80"c - et amené au réservoir par des conduits d'amenée et de retour aboutissant aux raccords 20. Dans une autre variante, le réchauffage des échangeurs thermiques 30 des plateaux est assuré par des colliers chauffants électriques entourant les embouts 27b. Toutefois, les formes, les dimensions et dispositions des différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents comme d'ailleurs les matières utilisées, sans changer pour cela la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la conservation froide de plateaux repas avec réchauffement localisé comprenant un châssis (2) sur roulettes portant un caisson inférieur (3) et un caisson supérieur (5), ces deux caissons étant séparés par un espace pouvant contenir plusieurs plateaux repas (6, 7), en matériau isolant thermiquement, empilés et amovibles, et dans lequel chaque caisson (3, 5), réalisé en matériau isolant thermiquement, comporte deux boucles de renvoi (16, 17) pour les branches verticales de deux circuits parallèles et indépendants ménagés dans les plateaux repas, à savoir un circuit de refroidissement et un circuit de réchauffage ou de refroidissement et de réchauffage, I'un des caissons étant muni de moyens de production de frigories communiquant avec au moins l'un des deux circuits, alors que chacun des plateaux repas est composé d'un élément supérieur (6) et d'un élément inférieur (7) comportant des barrières thermiques complémentaires (8, 9) s'interpénétrant pour diviser chaque plateau en deux zones isolées (C et F), l'une de l'autre et de l'extérieur, chaque zone de chaque élément du plateau étant traversée par au moins deux canaux verticaux (10,11,12) dont l'un (12) entoure partiellement les récipients (14) supportés par des portées (13) de l'élément inférieur (7), et que chaque élément supérieur (6) de chaque plateau comporte, dans sa partie correspondant à la zone de réchauffage (C), des moyens de production de chaleur, caractérisé en ce que les moyens de production du froid comprennent: - dans le caisson supérieur (5): - un accumulateur de frigories constitué par un réservoir étanche (18), isolé et raccordable à une source de fluide à température négative, au moins le fond de ce réservoir étant thermiquement conducteur et présentant, au moins dans la zone de la boucle de retour (16) du circuit de refroidissement, une déformation (22) sensiblement semi cylindrique, - un organe de régulation (23) constitué par un cylindre horizontal de même diamètre que la déformation (22) précitée contre laquelle il est en contact et monté libre en rotation, sous le contrôle d'une commande, ce cylindre comprenant une partie supérieure (23a) en matériau isolant et une partie inférieure (23b) en matériau thermiquement conducteur dans laquelle est emmanchée l'une des extrémités de barreaux caloducs (24), dont les extrémités libres sont dans la boucle de retour (16) du circuit de refroidissement, - et, dans l'un des éléments (6, 7) de chaque plateau, une plaque d'échange comportant un premier réseau caloduc (26) dont les échangeurs thermiques (26a) sont disposés dans les zones des récipients à refroidir, ce réseau étant muni d'embouts (26b) de collecte de frigories disposés dans la branche verticale descendante du circuit de refroidissement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement et de réchauffage comprend, dans la boucle de renvoi (17) du caisson inférieur, un échangeur thermique (30), ainsi que l'un des éléments de chaque plateau, comporte un second réseau caloducs inteme (27) comprenant un échangeur thermique (27a), disposé dans ia zone des récipients à réchauffer, et un embout (27b) de collecte des calories ou frigories venant dans la branche verticale ascendante du circuit de réchauffage. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'échangeur thermique (30) disposé dans la boucle (17) du circuit de réchauffage est constitué par plusieurs barreaux caloducs (32) dont l'une des extrémités est en contact thermique avec un réservoir (34) d'huile thermique contenant des moyens de chauffage électrique (35)sous contrôle thermostatique. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir (18) de frigories s'étend au-dessus des deux boucles de renvoi (16) des deux circuits et comporte, au voisinage de chacune de ces boucles, une déformation semi cylindrique (22) servant de logement à un organe de régulation (23), chacun de ces organes (23) étant sous le contrôle d'une commande distincte. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de régulation (23) est lié en rotation à un bouton de réglage à actionnement manuel muni d'un index coopérant avec une graduation fixe. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de régulation (23) est lié en rotation (25) à un moyen d'entraînement réagissant à au moins un capteur de température disposé dans le circuit correspondant. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie (23a) en matériau isolant de l'organe de régulation (23) s'étend sur un arc de cercle ayant une valeur supérieure à celle de l'arc de cercle sur lequel s'étend la déformation (22) du réservoir (18) le recevant. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des éléments de chaque plateau comporte un second réseau caloduc interne (27) comprenant un échangeur thermique (27a), disposé dans la zone des récipients à réchauffer, et un embout (27b) entouré par un collier chauffant électrique. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir (18) contient des corps creux qui remplis d'un liquide eutectique sont emprisonnés dans ce réservoir et sont refroidis au passage par circulation d'un autre liquide eutectique alimentaire porté à une température comprise entre 00c et -50 c.