Brevet FR2784175A1 — publié le 20000407

Plongeur-refroidisseur en particulier pour le refroidissement de liquides tels que vin et moût dans des fûts La présente invention se rapporte à un plongeur-refroidisseur comprenant un corps de refroi- dissement qui est réalisé sous la forme d'un corps creux, présente une entrée et une sortie de réfrigé- rant, est traversé par le réfrigérant et sert d'échan- geur de chaleur vis-à-vis d'un fluide liquide à refroi- dir, en contact avec son enveloppe extérieure. Un plongeur-refroidisseur de ce type est connu sous la forme de plongeurrefroidisseur rapide (type TZR) de la société GM Etscheid Anlagen GmbH, ce plongeur étant utilisé pour la réfrigération de lait dans des cuves en acier au chrome-nickel installées dans les exploitations et comportant un agitateur inté- gré qui fait passer le lait sur le corps de refroidis- sement. Les cuves auxquelles est destiné ce plongeur- refroidisseur connu comportent, dans le couvercle, une ou deux ouvertures spéciales pour l'introduction du plongeur-refroidisseur. Le corps de refroidissement de ce dernier est réalisé sous forme d'évaporateur annu- laire qui entoure concentriquement un arbre agitateur qui le traverse et dont la section diminue radialement vers le bas vers l'agitateur disposé à l'extrémité inférieure, le lait étant déplacé en direction axiale à travers l'évaporateur annulaire en forme de godet, constituant une enveloppe qui converge vers le bas. Le corps de refroidissement est relié par une tringlerie rigide allongée au carter d'un moteur d'agi- tateur qui entraîne l'arbre agitateur à l'extrémité supérieure. Des parties de cette tringlerie sont réali- sées sous forme de conduite pour l'amenée du réfrigé- rant traversant le corps de refroidissement. La longueur du plongeur-refroidisseur est importante et est choisie par exemple en fonction de la hauteur de la cuve, cette dernière pouvant avoir des hauteurs comprises entre 58,5 cm et 81 cm. De tels plongeurs-refroidisseurs constituent un ensemble rigide, non flexible, dont la manipulation nécessite un espace libre important audessus de la cuve et latéralement par rapport à cette dernière. Dans la mesure o il est en outre nécessaire de disposer d'une installation de réfrigération de préfé- rence montée stationnaire pour le réfrigérant revenant du plongeurrefroidisseur, les plongeurs-refroidisseurs se trouvent généralement à un emplacement déterminé dans la zone de l'installation de traite, et ce sont les cuves qui sont amenées au plongeur-refroidisseur installé de façon stationnaire. De tels plongeurs-refroidisseurs sont d'une fabrication compliquée, d'un coût élevé et ne peuvent être utilisés de façon économique que pour des quanti- tés de liquide relativement faibles. Ils sont relative- ment encombrants et ne sont pas flexibles. En raison des difficultés de manipulation dont ces plongeurs sont affectés, l'utilisation de ces plon- geurs pour refroidir des liquides dans des récipients disposés très près les uns des autres dans des locaux de volume limité, par exemple des fûts de vin disposés dans des caves à faible hauteur sous plafond, à faible distance du plafond de la cave. Le but de la présente invention est de perfec- tionner un plongeur-refroidisseur tel que défini ci- dessus de manière qu'il soit de construction plus simple, plus facile à manipuler, qu'il puisse être introduit même dans des conditions d'espace restreintes dans le récipient contenant le liquide à refroidir, en particulier de manière qu'il puisse également être monté, dans le cas de fûts de vin installés à faible distance en dessous du plafond d'une cave à faible hauteur sous plafond, à travers le trou de bonde d'un tel fût. En outre, ce plongeur-refroidisseur doit présenter une grande surface d'échange de chaleur de manière qu'il soit capable, par exemple, d'évacuer la chaleur produite lors de la fermentation du vin et de maintenir le vin ou moût refroidi à une température constante, moyennant l'utilisation d'une régulation additionnelle. Ce but est atteint par un plongeur-refroidis- seur du type défini ci-dessus par le fait qu'en parti- culier pour le refroidissement de liquides tels que vin et moût dans des fûts, le corps de refroidissement est constitué par un tuyau flexible ondulé dont l'enveloppe extérieure sert d'échangeur de chaleur vis-à-vis du fluide à refroidir, se trouvant autour de ladite enve- loppe et qu'à l'intérieur dudit tuyau flexible ondulé extérieur est disposé un tuyau flexible intérieur s'étendant parallèlement à l'axe médian longitudinal du tuyau flexible ondulé, à distance de la face intérieure de ce dernier, l'entrée du réfrigérant s'effectuant par un raccord externe à une première extrémité du tuyau intérieur qui s'étend à l'intérieur du tuyau flexible ondulé extérieur depuis une première extrémité de ce dernier jusqu'à proximité en avant de la seconde extré- mité de ce dernier, la seconde extrémité du tuyau inté- rieur étant ouverte, le réfrigérant, après avoir traversé le tuyau intérieur, revenant par l'espace intermédiaire entre le tuyau intérieur et l'enveloppe extérieure du tuyau flexible ondulé extérieur en direc- tion de l'entrée de réfrigérant, le long du côté inté- rieur de l'enveloppe extérieure du tuyau flexible ondulé extérieur, jusqu'à la sortie de réfrigérant située à la première extrémité du tuyau flexible ondulé extérieur. Ainsi, en particulier pour le refroidissement de liquides tels que vin et moût dans des fûts, le plongeur peut être introduit dans le fût à travers le trou de bonde de ce dernier et, du fait que le corps de refroidissement est constitué par un tuyau flexible ondulé, il peut être fabriqué en acier allié selon le liquide à refroidir tel que lait, vin, moût ou autres boissons, l'ensemble constitue un dispositif flexible. Du fait du montage du tuyau flexible intérieur dans le tuyau flexible extérieur ondulé, il est possi- ble de placer l'entrée et la sortie du réfrigérant sur le même côté du plongeur-refroidisseur, de sorte que le réfrigérant ressort du plongeur-refroidisseur à l'extrémité à laquelle il est introduit dans ce dernier. L'ensemble présente un faible diamètre de, par exemple, 32 mm au maximum, ce qui permet de l'intro- duire aisément dans le trou de bonde d'un fût de vin et lui permet, lorsque sa longueur est supérieure au diamètre du fût, de se courber à l'intérieur de ce dernier et suivre la courbure du fût. Le plongeur-refroidisseur peut ainsi être uti- lise dans des fûts de vin usuels de section circulaire, mais également dans des récipients rectangulaires, indépendamment de la taille de ces récipients, et en fonction de la surface d'échange de chaleur nécessaire, il est possible le cas échéant d'utiliser un tuyau flexible ondulé de grande longueur. En raison des ondulations de son enveloppe extérieure, le tuyau flexible ondulé présente une surface d'échange de chaleur relativement étendue, les ondulations du tuyau procurent à ce dernier sa flexibi- lité, en particulier son aptitude à se courber latéra- lement. De tels tuyaux flexibles ondulés sont utilisés de façon usuelle en tant que liaison flexible entre une partie stationnaire et une partie mobile, par exemple d'une ligne électrique à protéger. Le guidage du tuyau intérieur parallèlement à l'axe médian longitudinal du tuyau flexible ondulé extérieur s'effectue essentiellement par le réfrigérant qui traverse le tuyau intérieur et l'espace entre le côté extérieur du tuyau intérieur et le côté intérieur du tuyau flexible ondulé extérieur, et il suffit en principe de maintenir l'extrémité extérieure (première extrémité) du tuyau intérieur dans une ouverture de la paroi d'un coude latéral prolongeant le tuyau flexible ondulé extérieur à sa première extrémité et constituant le raccord de sortie du réfrigérant. Le tuyau intérieur s'oriente ainsi concentri- quement au tuyau flexible ondulé extérieur, essentiel- lement sans moyen de centrage supplémentaire, et fléchit en fonction de la flexion du tuyau flexible ondulé extérieur, lequel présente une flexibilité élevee. De préférence, le tuyau intérieur est formé de deux parties, à savoir d'un tronçon de tuyau interne et d'un tronçon de tuyau de prolongement, l'extrémité libre du tronçon interne de tuyau étant, à l'extrémité libre (seconde extrémité) du tuyau souple ondulé exté- rieur, maintenue à distance d'une paroi de fermeture prévue à cet endroit sur le tuyau souple ondulé exté- rieur, le tronçon de tuyau de prolongement pouvant être relié audit tronçon de tuyau interne par un manchon de raccordement et étant prolongé vers l'extérieur jusqu'à l'entrée de réfrigérant. Le tuyau souple ondulé extérieur est de préfé- rence réalisé d'une seule pièce et présente, sur toute sa longueur, un diamètre extérieur maximal constant et un diamètre extérieur minimal constant, le premier étant défini par les sommets des ondulations et le deuxième par les gorges ou creux entre lesdits sommets. De préférence, le diamètre extérieur maximal du tuyau souple ondulé extérieur peut être inférieur à 32 mm et en particulier égal au plus à 25 mm, c'est-à- dire inférieur au diamètre d'un trou de bonde d'un fût de vin. Le plongeur-refroidisseur peut ainsi être utilisé aussi bien pour le refroidissement de liquides conditionnés dans des fûts de vin de section circulaire que pour le refroidissement de liquides se trouvant dans des cuves présentant un couvercle amovible ou des ouvertures particulières pour le montage d'un plongeur- refroidisseur rapide avec agitateur. De préférence, le tuyau souple ondulé extérieur peut être en acier inoxydable au chrome et nickel, tandis que le tuyau intérieur peut être constitué de PVC flexible. Dans le cas o les liquides à refroidir ne sont pas destinés à constituer des boissons pour des person- nes ou d'autres êtres vivants, il est possible de réaliser le tuyau souple ondulé extérieur à partir de matériaux autres que de l'acier allié, par exemple un métal non ferreux tel que le cuivre. De préférence, le réfrigérant peut être consti- tué par de l'eau qui peut être préparée et refroidie sans problème et qui, même en cas de fuite, ne provoque pas de pollution des liquides à refroidir, et notamment pas de risques d'empoisonnement dans le cas de liquides destinés à la consommation humaine. En se référant au dessin annexé, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure unique du dessin est une vue laté- rale, partiellement en coupe, d'un plongeur-refroidis- seur comportant un tuyau extérieur flexible ondulé, montrant plus particulièrement le tuyau intérieur guidé dans la direction longitudinale à distance du côté intérieur dudit tuyau ondulé, et l'agencement de l'entrée et de la sortie de réfrigérant. Le plongeur-refroidisseur 1 représenté sur le dessin comprend un tuyau ondulé flexible extérieur 6 allongé, s'étendant de la droite vers la gauche depuis une entrée de réfrigérant 3 et une sortie de réfrigé- rant 4, toutes deux disposées à l'extrémité de droite du tuyau 6 dont l'enveloppe extérieure 5 fait office de surface d'échange de chaleur pour le refroidissement d'un liquide se trouvant autour de ladite enveloppe. Le tuyau ondulé 6 est en acier allié et est utilisé pour le refroidissement de liquide, par exemple pour le refroidissement de vin et de moût, par exemple pour maintenir la température constante pendant la phase de fermentation. Un tuyau flexible intérieur 9 en matière plastique, par exemple en PVC, est maintenu à l'inté- rieur du tuyau extérieur ondulé 6, parallèlement à ce dernier et à distance de son côté intérieur 8, en vue de la circulation, à l'intérieur du tuyau ondulé 6, d'un réfrigérant, par exemple de l'eau se trouvant à une température suffisamment basse pour le refroidis- sement. Le tuyau intérieur 9 s'étend depuis l'extrémité de gauche du tuyau ondulé extérieur 6 vers la droite jusqu'à proximité en avant de l'extrémité de droite 11 de ce tuyau 6. A son extrémité de gauche, le tuyau ondulé extérieur 6 est obturé extérieurement par une paroi de fermeture 18. L'extrémité de gauche ouverte du tuyau inté- rieur 9 se trouve à distance de ladite paroi de ferme- ture 18. L'eau peut ainsi circuler de droite à gauche à travers le tuyau intérieur 9, jusqu'à l'extrémité 10 de gauche, ouverte, pour revenir ensuite de gauche à droite à travers l'espace intermédiaire 12 entre le tuyau intérieur 9 et l'enveloppe extérieure 5 du tuyau ondulé extérieur 6. Ainsi, l'eau servant de réfrigérant, qui traverse d'abord le tuyau intérieur 9 de droite à gauche, revient ensuite en sens inverse vers la sortie de réfrigérant 4, en refroidissant directement le côté intérieur 8 de l'enveloppe extérieure 5 du tuyau ondulé extérieur 6. Compte tenu des ondulations du tuyau 6, le côté intérieur 8 de ce dernier constitue une grande surface d'échange de chaleur. Cette surface peut être augmentée par le choix d'un tuyau ondulé 6 de plus grande longueur. A titre d'exemple, le tuyau ondulé 6 peut présenter une longueur de 100 à 600 cm. L'entrée de réfrigérant 3 se fait par un manchon de raccordement extérieur 14 fileté ou peu flexible, d'un tronçon de tuyau de prolongement 13 qui s'étend suivant la direction axiale du tuyau intérieur 9 vers la droite à partir d'un tronçon interne 9a du tuyau intérieur 9. Le tronçon de tuyau de prolongement 13 présente un diamètre extérieur correspondant à celui du tronçon interne 9a. Les extrémités correspondantes du tronçon interne 9a et du tronçon de prolongement 13 sont raccordées par un manchon de raccordement 19, les deux tronçons 9a, 13 du tuyau intérieur 9 pouvant ainsi être emboîtés suivant la direction longitudinale. La fixation du tuyau intérieur 9 en position concentrique à l'intérieur du tuyau flexible ondulé extérieur 6 s'effectue uniquement sur le côté de droite, à l'extrémité externe 11 du tuyau flexible ondulé 6. A cet effet, un coude 15 de 90 est rapporté sur cette extrémité du tuyau 6. Une ouverture de passage 17 latérale est ménagée dans le coude 15, dans la zone de l'axe médian longitudinal 7 du tuyau 6, et le tronçon de prolongement 13 faisant partie du tuyau intérieur 9 présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du coude 15 et passe par cette ouverture 17. La fixation du tronçon de prolongement 13 au coude 15 s'effectue latéralement à l'extérieur grâce à un rebord annulaire de l'ouverture 17, ce qui assure en même temps la fermeture étanche de l'espace intermé- diaire 12. A son extrémité externe, le coude 15 comporte un manchon de raccordement extérieur 16 fileté ou peu flexible, constituant la sortie de réfrigérant 4. L'espace intermédiaire 12 entre le tuyau intérieur 9 et le côté intérieur 8 du tuyau flexible ondulé extérieur 6 communique avec cette sortie 4. Le plongeur refroidisseur 1 dans son ensemble présente une structure flexible et peut être courbé sur toute la longueur du tuyau flexible ondulé 6. Sur sa partie située à gauche de l'entrée 3 et de la sortie 4 de réfrigérant, le plongeur 1 présente une section réduite définie uniquement par le diamètre extérieur du tuyau flexible ondulé 6. Le plongeur-refroidisseur 1 peut être utilisé en tant qu'échangeur de chaleur dans tous les fûts, indépendamment de leur taille, pouvant être introduit, par sa partie définie par le tuyau flexible ondulé 6, à travers le trou de bonde des fûts, lequel trou présente en général un diamètre qui n'est pas de beaucoup supé- rieur à 32 mm. C'est la raison pour laquelle le diamè- tre extérieur maximal du tuyau flexible ondulé 6 du plongeurrefroidisseur 1 conforme à l'invention est avantageusement inférieur à 32 mm et plus particulière- ment de l'ordre de 25 mm au maximum. REVENDICATIONS 1.- Plongeur-refroidisseur (1) constitué par un corps de refroidissement (2) réalisé sous forme de corps creux, présentant une entrée de réfrigérant (3) et une sortie de réfrigérant (4), traversé par le réfrigérant et servant d'échangeur de chaleur par rapport à un fluide liquide à refroidir, se trouvant autour de l'enveloppe extérieure (5) du corps de refroidissement, caractérisé par le fait qu'en particu- lier pour le refroidissement de liquides tels que vin et moût dans des fûts, le corps de refroidissement (2) est constitué par un tuyau flexible ondulé extérieur (6) dont l'enveloppe extérieure (5) sert d'échangeur de chaleur vis-à-vis du fluide à refroidir entourant ladite enveloppe, qu'un tuyau intérieur (9) flexible s'étend à l'intérieur du tuyau ondulé (6), suivant la direction longitudinale, parallèlement à l'axe médian longitudinal et à distance du côté intérieur (8), dudit tuyau (6) l'entrée de réfrigérant (3) s'effectuant par un raccord externe à une première extrémité du tuyau intérieur (9), qui s'étend à l'intérieur du tuyau exté- rieur (6), depuis une première extrémité de ce dernier jusqu'à proximité du tuyau intérieur (9), jusqu'à faible distance en avant de la seconde extrémité oppo- sée (11) du tuyau extérieur (6), la seconde extrémité du tuyau intérieur (9) étant ouverte, le réfrigérant étant ramené, à travers l'espace intermédiaire (12) entre le tuyau intérieur (9) et l'enveloppe extérieure (5) du tuyau extérieur (6), en direction de l'entrée de réfrigérant (3), le long du côté intérieur (8) de l'en- veloppe extérieure (5) du tuyau extérieur (6), jusqu'à une sortie de réfrigérant (4) située à ladite première extrémité du tuyau extérieur (6). 2.- Plongeur-refroidisseur suivant la reven- dication 1, caractérisé par le fait que le tuyau inté- rieur flexible (9) est guidé concentriquement au tuyau flexible ondulé extérieur (6) parallèlement à l'axe médian longitudinal (7). 3.- Plongeur-refroidisseur suivant la reven- dication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'entrée de réfrigérant (3) sur le tuyau intérieur (9) est disposée à l'extrémité externe d'un tronçon de tuyau (13) de prolongement axial s'étendant au-delà de la première extrémité du tuyau extérieur (6) et comportant un manchon extérieur de raccordement (14) et que la sortie de réfrigérant (4) est disposée sur un coude (15) latéral partant de ladite extrémité du tuyau extérieur (6) et présentant un manchon extérieur de raccordement (16), le tuyau intérieur (6) présentant, au moins dans la zone de son tronçon de tuyau de prolongement (13), un diamètre extérieur plus faible que le coude (15) et traversant une ouverture latérale (17) ménagée dans ledit coude (15). 4.- Plongeur-refroidisseur suivant la reven- dication 3, caractérisé par le fait que le tuyau inté- rieur (2) est formé de deux tronçons, à savoir un tronçon interne (9a) dont l'extrémité libre est mainte- nue à distance d'une paroi de fermeture (18) obturant le tuyau ondulé (6) à cette extrémité, et d'un tronçon de tuyau de prolongement (13) menant vers l'extérieur vers l'entrée de réfrigérant (14), un manchon de raccordement (19) étant prévu pour le raccordement des deux tronçons de tuyau (9a, 13) à leurs extrémités en regard. 5.- Plongeur- refroidisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le tuyau flexible ondulé extérieur (6) pré- sente, sur toute sa longueur, un même diamètre exté- rieur maximal et un même diamètre extérieur minimal. 6.- Plongeur-refroidisseur suivant la reven- dication 5, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur du tuyau flexible ondulé (6) est inférieur à 32 mm, étant inférieur au diamètre du trou de bonde d'un fût à vin. 7.- Plongeur-refroidisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'entrée de réfrigérant (3) et la sortie de réfrigérant (4) sont réalisées respectivement sous forme de manchons de raccordement pour flexible ou de manchons de raccordement filetés (14, 16). 8.- Plongeur-refroidisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le tuyau flexible ondulé extérieur (6) est en acier inoxydable. 9.- Plongeur-refroidisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le tuyau intérieur (9) est en PVC. 10.- Plongeur-refroidisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le tuyau flexible ondulé extérieur (6) présente une longueur comprise entre 100 cm et 600 cm et un diamètre extérieur maximal de 25 mm. 11.- Plongeur-refroidisseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que de l'eau est utilisée comme réfrigérant.