Brevet FR2799538A1 — publié le 20010413

DISPOSITIF THERMODYNAMIQUE La présente invention concerne un dispositif thermodynamique destiné à être placé dans réceptacle afin de modifier la température de son contenu. Un tel dispositif permet ainsi de refroidir ou de réchauffer, une boisson, un aliment, un medicament ou tout autre contenu d'un réceptacle. En particulier dans domaine alimentaire, obtenir en tout lieu et en tout heure une température adéquate, peut s'avérer utile et agréable, voir indispensable. I1 existe déjà de nombreux dispositi permettant réchauffer ou de refroidir un aliment ou une boisson. Ainsi, la demande de brevet européenne EP 0815784 propose un dispositif permettant de chauffer un aliment. Une chambre de diffusion entoure le réceptacle afin de transférer la chaleur provenant d'une réaction exothermique vers le contenu du réceptacle. Le brevet américain US 4 989 729 propose un autre dispositif applicable à une canette auto-chauffante. telle canette comprend un cylindre dans son fond contenant deux réactifs mis en contact pour déclencher une violente réaction exothermique qui réchauffe rapidement le contenu de la canette. De même, il existe des dispositifs permettant de refroidir le contenu d'un réceptacle, tel que cela est exposé dans la demande de brevet français FR 97 04531. Cette demande de brevet concerne un dispositif destiné à refroidir les boissons en canettes. Un tel dispositif se compose d'une cartouche de gaz comprimé placée dans un radiateur métallique, lui même placé dans la canette à refroidir. Des moyens de déclenchement permettent de percer la cartouche et de libérer le gaz comprimé dans radiateur, ce qui a pour effet de refroidir la boisson de la canette en contact avec le radiateur. Un autre dispositif exposé dans le brevet américain 5 941 078 propose de réchauffer ou de refroidir le contenu d'un réceptacle au moyen d'un module thermique placé dans le réceptacle et présentant deux compartiments contenant chacun un réacti . Des moyens déclenchement permettent de briser séparation entre les deux compartiments afin de permettre une reaction exothermique ou endothermique selon les reactifs prévus. Les dispositifs proposés par l' antérieur présentent néanmoins de nombreux inconvénients. En particulier, les dispositifs utilisant une chambre de diffusion entourant le réceptacle présentent necessairement de grosses pertes énergétiques. En outre, les dispositifs proposant plonger une cartouche ou un module thermique dans réceptacle présentent l'inconvénient de réduire considérablement volume utilisable par le contenu. Ainsi exemple, plongeur de la demande de brevet français FR 97 531 occupe environ 15 cl, soit quasiment moitié du volume d'une canette standardisée." I1 est alors nécessaire, soit de réduire le volume contenu, soit de modifier la taille du réceptacle, ce qui entraîne une modification des chaînes de fabrication de canettes. La présente invention a pour objet de résoudre les inconvénients de l'art antérieur et propose a cette fin un dispositif permettant de réchauffer ou refroidir rapidement et efficacement le contenu d'un réceptacle, selon un même modèle, sans nuire au volume disponible pour contenu du réceptacle. dispositif selon l'invention propose des moyens externes de génération d'une réaction thermique, et un échangeur thermique interne au réceptacle. Ainsi, les moyens de génération de la réaction thermique, constitués par exemple par une cartouche de gaz comprimé, ou par une cartouche de composants réactifs, restent extérieurs au réceptacle ; alors que l'échangeur thermique est placé à l'intérieur du réceptacle afin de garantir un transfert calorifique optimal avec le contenu du réceptacle. échangeur thermique occupe un volume négligeable par rapport au contenu du réceptacle. présente invention a plus particulièrement pour obj un dispositif thermodynamique destine à être place dans un réceptacle afin de modifier la température du contenu dudit réceptacle, caractérisé en ce comprend des moyens externes de génération d'une réaction thermique et un échangeur thermique interne au réceptacle. Selon un premier mode de réalisation, le dispositif constitue le couvercle du réceptacle. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif se fixe sur les bords supérieurs du réceptacle. Selon une première application, la réaction thermique est une réaction exothermique. Selon une deuxième application, la réaction thermique est une réaction endothermique. Selon une caractéristique, les moyens externes de génération de la réaction thermique sont constitues par une cartouche libérant un fluide chauffant ou refroidissant dans l'échangeur thermique interne. Selon une caractéristique, le dispositif comprend en outre un limiteur de débit situé dans l'échangeur thermique interne. Selon un premier mode de mise en #uvre, au moins un premier réactif est placé dans l'échangeur thermique interne et la cartouche comprend au moins un second réactif, la réaction thermique étant obtenue mise en contact desdits réactifs dans l'échangeur thermique. Selon un deuxième mode de mise en #uvre, la cartouche comprend au moins deux compartiments comprenant chacun un réactif, la réaction thermique étant obtenue par mise en contact desdits reactifs entraînant la libération d'un fluide dans l'échangeur thermique. Selon un troisième mode de mise en #uvre, la cartouche contient un gaz comprimé, la reaction endothermique étant obtenue par détente dudit dans l'échangeur thermique. Selon une caractéristique, le gaz propagé dans l'échangeur thermique est un gaz inerte. Selon une variante, le gaz propagé dans l'échangeur thermique s'échappe vers l'extérieur du réceptacle. Selon une autre variante, le gaz propagé dans l'échangeur thermique s'échappe à l'intérieur du réceptacle. Selon une caractéristique, le dispositif comprend en outre des moyens de déclenchement de la reaction thermique. Selon un premier mode de mise en #uvre, les moyens de déclenchement de la réaction thermique sont constitués par des moyens de perforation la cartouche de manière à libérer un second réacti dans l'échangeur thermique comprenant déjà un premier réactif. Selon un deuxième mode de mise en #uvre, les moyens de déclenchement de la réaction thermique sont constitués par des moyens de mise en contact d'au moins deux réactifs et des moyens de perforation la cartouche de manière à libérer un fluide dans l'échangeur thermique. Selon un troisième mode de mise en #uvre, les moyens de déclenchement de la réaction thermique sont constitués par des moyens de perforation la cartouche de manière à libérer au moins un premier réactif dans l'échangeur thermique, et par des moyens de libération d'au moins un deuxième réacti se propageant dans l'échangeur thermique pour réagir avec le premier réactif. Selon un quatrième mode de mise en #uvre, les moyens de déclenchement de la réaction endothermique sont constitués par des moyens de perforation la cartouche de manière à libérer 1"e gaz comprimé dans l'échangeur thermique. Selon une caractéristique, les moyens de perforation de la cartouche sont constitués un poinçon perforant l'opercule de la cartouche. Selon une première variante, la cartouche est fixée le dessus du dispositif. Selon une deuxième variante, la cartouche est placée dans un logement adjacent au réceptacle. Selon une variante, l'échangeur thermique présente forme hélicoïdale. Selon une autre variante, l'échangeur thermique présente une forme de U muni d'ailettes. Selon un mode de réalisation, dispositif comprend en outre une réserve de produit lyophilisé apte à être déversé dans le contenu du réceptacle suite au déclenchement de la réaction thermique. Selon les applications, le contenu réceptacle est composé d'une boisson ou d'un aliment ou d'un médicament. Le dispositif thermodynamique selon l'invention présente de nombreux avantages. Il permet transfert calorifique maximisé pour un volume occupé dans le réceptacle négligeable. En outre, il peut facilement être adapté à tout type de réceptacle, tels que des canettes, des tasses, des plats préparés, des biberons ou autres De plus, il peut facilement être réutilisable, une autre cartouche pouvant tout à fait être utilisée sur un contenu déjà réchauffé ou refroidi préalablement, l'échangeur thermique étant toujours présent dans le réceptacle. D'autres particularités et avantages l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 est une vue d'ensemble, en coupe longitudinale, d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est une vue d'ensemble une variante de réalisation du premier mode du dispositif selon l'invention ; - la figure 3 est une vue d'ensemble un deuxième mode de réalisation du dispositif selon invention ; - la figure 4a est une vue d'ensemble un troisième mode de réalisation du dispositif selon invention ; - la figure 4b est une vue de dessus du troisième mode de réalisation ; - la figure 4c est une vue de détail des moyens fixation du dispositif selon le troisième mode de realisation. En se référent à la figure 1, le dispositif selon invention comprend des moyens de génération une reaction thermique 1 et un échangeur thermique 2, ledit dispositif étant destiné à être placé dans un receptacle 3 afin de modifier la température son contenu. Selon une caractéristique essentielle de 1 invention, les moyens de génération de la reaction thermique 1 sont extérieurs au réceptacle 3 et échangeur thermique 2 est interne au réceptacle 3. Ainsi, le volume occupé par le dispositif dans le réceptacle 3 est limité au volume occupe par l'échangeur thermique 2, ce qui est négligeable rapport au volume du contenu du réceptacle 3. Les moyens de génération de la réaction thermique sont avantageusement constitués par une cartouche fixée au dispositif, ladite cartouche 1 étant reliée a l'échangeur thermique 2 à travers une valve 4 de maniere à permettre le transfert de réactifs ou d'un fluide chauffant ou refroidissant de la cartouche vers l'échangeur thermique 2. La cartouche 1 peut être vissee ou enclenchée, ou fixée par tout autre moyen approprié. Le dispositif selon l'invention permet indifféremment de refroidir ou de réchauffer le contenu du receptacle 3 selon la cartouche 1 utilisée. Une réaction endothermique peut être obtenue differentes manières, par exemple par détente dans l'échangeur thermique 2 d'un gaz comprimé dans cartouche 1. La cartouche 1 peut par exemple être vissee sur la valve 4 et des moyens de perforation, qu'un poinçon, par exemple, permettent de libérer gaz comprimé. La détente dudit gaz dans l'échangeur thermique 2 provoque alors une violente réaction endothermique ayant pour effet de refroidir tout contenu du réceptacle 3. Le gaz utilisé préferentiellement un gaz inerte tel que du CO2 exemple. Selon une caractéristique avantageuse, un limiteur de débit 21 est placé dans l'échangeur thermique interne 2 de manière à ralentir la détente du comprimé dans l'échangeur 2 afin d'assurer d'une part la détente complète du gaz dans l'échangeur 2 d'autre part un temps de réaction plus long. Un limiteur de debit 21 peut être constitue une valve ou par un tube en canule long et fin ' ralentit la décompression gaz. Selon applications, le gaz peut etre évacué vers l'exterieur du réceptacle 3, a travers une évacuation (figure 1, 3 et 4) prévue à effet dans la continuité de l'échangeur thermique ou être évacué à intérieur du contenu du réceptacle 3 à travers orifices 6 (figure 2) prévus cet effet dans l'echangeur thermique 2. Il peut ainsi être envisagé, par exemple, de buller une boisson en la refroidissant. Une réaction exothermique ou endothermique peut également être obtenue par une mise en contact de deux réactifs appropriés, par exemple pour réaction d'oxydoreduction. Les réactifs et les dosages sont choisis en fonction du type de réaction souhaitée. La réaction thermique peut avoir l* dans la cartouche 1 ou directement dans l'échangeur thermique 2. Selon un premier mode de mise en #uvre, moins un premier réactif (un réducteur par exemple peut être placé dans l'échangeur thermique 2, sous forme de poudre ou de gel par exemple. La cartouche 1 contient au moins un second réactif (un oxydant exemple). La cartouche 1 est fixée sur la valve 4 moyens de perforation, tel qu'un poinçon, par exemple, permettent de libérer le second réactif de maniere a le faire interagir avec le premier dans l'échangeur thermique interne 2. Selon un autre mode de mise en #uvre, la cartouche comprend au moins deux compartiments comprenant chacun au moins un réactif. Dans une première variante, la reaction thermique peut avoir lieu dans la cartouche. exemple, une languette ou une pression permet de mettre en contact deux réactifs dans la cartouche et provoque la reaction thermique. Un fluide réchauffant ou refroidissant, comme un gaz par exemple, se propage alors dans l'échangeur thermique 2 refroidit le contenu du réceptacle 3. Il peut être envisagé de placer la cartouche 1 dans un logement isolant afin éviter à l'utilisateur un contact direct avec une cartouche 1 trop froide ou trop chaude lors de la reaction thermique. Selon une autre variante, la réaction thermique peut avoir lieu directement dans l'échangeur thermique La cartouche 1 est percée et libère un premier réactif, préférentiellement fluide, qui coule dans échangeur thermique 2. Un autre moyen de declenchement, comme une languette ou une pression par exemple, permet de libérer le deuxième réactif qui reagit avec le premier directement dans l'échangeur thermique 2 à l'intérieur du réceptacle 3. Préférentiellement, la réaction thermique a lieu dans l'échangeur thermique 2 afin de garantir un maximum de transfert calorifique "vers le contenu du réceptacle 3. La réaction thermique, exothermique ou endothermique, peut éventuellement générer des vapeurs qui peuvent alors être évacuée par l'orifice d'evacuation 5 situé à l'extrémité l'échangeur thermique 2. Selon un mode de réalisation préférentiel, et afin d'optimiser le transfert calorifique entre le contenu du réceptacle 3 et l'échangeur thermique ce dernier presente une forme hélicoïdale, ou une forme en U avec ailettes, par exemple. Ainsi, pour un volume minimisé, la surface d'échange est maximisee. Selon un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, illustré sur la figure 1, ce dernier constitue le couvercle 7 du réceptacle 3. L'échangeur thermique 2 est donc complètement plongé dans ledit receptacle 3, et la cartouche 1 reste complètement extérieure. Une ouverture est prévue dans le couvercle 7 pour permettre l'évacuation du gaz 5 lorsqu'elle est necessaire. Une autre ouverture 8 est prévue dans le couvercle 7 pour permettre la consommation du contenu réceptacle 3. La cartouche 1 peut être fixée sur couvercle 7 en regard de la valve 4 menant à l'échangeur thermique 2, puis ôtée après génération de la réaction thermique afin de ne pas perturber la consommation contenu du réceptacle 3. Le transfert calorifique le volume occupé sont ainsi optimisés. Selon une variante de réalisation, illustrée sur la figure 2, la cartouche peut être placee dans un logement 31 adjacent au réceptacle 3, reliée à l'echangeur thermique 2 toujours plonge dans le réceptacle 3 par un tube de prolongation 20. Des moyens de raccord 22 relient le tube de prolongation 20 à l'echangeur thermique 2. après génération de la réaction thermique, la cartouche 1 et le tube de prolongation 20 peuvent être ôtées afin de ne pas perturber la consommation du contenu du réceptacle 3 Cette variante peut avantageusement permettre de fixer une poignée 30 sur le réceptacle 3 afin en faciliter la consommation. Cette poignée 30 présente un logement 31 apte à recevoir la cartouche 1. Cette dernière est fixée dans le logement 31 par des moyens appropriés, par vissage ou par enclenchement avec un ressort par exemple, et reliée à une valve 4, en extrémité du tube de prolongation 20, munie de moyens de perforation tel que cela a précédemment été exposé afin de permettre un transfert calorifique entre la cartouche 1 et l'échangeur thermique 2. Selon un deuxième mode de réalisation, illustré figure 3, le dispositif selon l'invention comprend outre une réserve de produit lyophilisé 9, disposée préférentiellement sous le couvercle 7. Cette réserve 9 peut être libérée dans le contenu du réceptacle 3 suite au déclenchement de la réaction thermique. Cette variante permet avantageusement d'obtenir un mélange dont les propriétés organoleptiques se modifient avec le temps, par oxydation par exemple. Ainsi, par exemple, un café réchauffé ne présente pas même goût qu'un café mélangé dans de l'eau déjà chaude. De même, le mélange de lait en poudre, ou de soupe, dans le l'eau chaude ne présente pas les mêmes caractéristiques que du lait ou de la soupe réchauffés. Des moyens de mélange, telle qu'une languette 10 ou pression par exemple, permettent de libérer le produit lyophilisé dans le réceptacle 3. Le consommateur devra dans un premier temps fixer la cartouche 1 afin de générer la réaction thermique, ensuite libérer le produit, secouer, ouvrir le goulot 8 couvercle 7, puis consommer le mélange. La figure 4a illustre une vue d'ensemble d'un troisième mode de réalisation du dispositif selon invention dans lequel ce dernier ne constitue plus le couvercle du réceptacle 3 mais vient simplement se fixer sur les bords supérieurs de celui-ci. Un dispositif peut alors être adapté à tout type receptacle 3, tels que des bols, des tasses, gobelets, ou autre. Le dispositif selon ce mode de réalisation alors constitué d'un support 15 qui se fixe sur bords supérieurs du réceptacle 3 au moyens de griffes par exemple. Le support 15 peut par exemple être composé d'un socle 15 sur lequel s'adaptent cartouche 1 et l'échangeur thermique 2, et d'une portion 17 longeant les bords du réceptacle 3 afin permettre la fixation du support 15 en plusieurs points. La figure 4b est une vue de dessus de la figure illustre la fixation du dispositif sur les bords receptacle 3. La figure 4c est une vue de détail des moyens fixation. Des griffes 16 rattachent la portion circulaire 17 du support 15 aux rebords du réceptacle D'autres moyens de fixation dû support 15 peuvent neanmoins être envisagés, selon le réceptacle utilisé les applications souhaitées. Un tel mode de réalisation permet un usage multiple dispositif, une nouvelle cartouche 1 étant utilisée chaque usage, qu'il soit rechauffant ou refroidissant. Un unique échangeur thermique 2 réutilisé à chaque usage. Ce dernier est préférentiellement réalisé matériau lavable, au lave vaisselle, afin d'être facilement réutilisable. La présente invention s'applique en outre à toutes les combinaisons des variantes décrites. REVENDICATIONS 1. Dispositif thermodynamique destiné à être placé dans un réceptacle (3) afin de modifier la température contenu dudit réceptacle, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens externes (1) de génération d'une reaction thermique et un échangeur thermique (2) interne au réceptacle (3). 2. Dispositif thermodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il constitue le couvercle (7) du réceptacle (3). 3. Dispositif thermodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se fixe bords supérieurs du réceptacle (3). 4. Dispositif thermodynamique selon l' quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en la réaction thermique est une réaction exothermique. 5. Dispositif thermodynamique selon l' quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en la réaction thermique est une réaction endothermique. 6. Dispositif thermodynamique selon l' quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en les moyens externes de génération de la réaction thermique sont constitués par une cartouche (1) libérant un fluide chauffant ou refroidissant dans l'echangeur thermique (2) interne. 7. Dispositif thermodynamique selon revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend outre un limiteur de débit (21) situé dans l'échangeur thermique interne (2). 8. Dispositif thermodynamique selon l'une revendications 6 à 7, caractérisé en ce qu'au moins premier réactif est placé dans l'échangeur thermique interne (2) et en ce que la cartouche (1) comprend au moins un second réactif, la réaction thermique étant obtenue par mise en contact desdits réactifs dans l'échangeur thermique (2). 9. Dispositif thermodynamique selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que la cartouche (1) comprend au moins deux compartiments comprenant chacun un réactif, la réaction thermique étant obtenue par mise en contact desdits réacti entraînant la libération d'un fluide dans l'échangeur thermique (2). 10. Dispositif thermodynamique selon revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la cartouche (1) contient un gaz comprimé, la réaction endothermique étant obtenue par détente dudit gaz dans l'echangeur thermique (2). 11. Dispositif thermodynamique selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz propagé dans l'échangeur thermique (2) est un gaz inerte. Dispositif thermodynamique selon l'une des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que le gaz propage dans l'échangeur thermique (2) s'échappe vers l'exterieur (5) du réceptacle (3). Dispositif thermodynamique selon l'une des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que le gaz propage dans l'échangeur thermique (2) s'échappe à l'interieur (6) du réceptacle (3). Dispositif thermodynamique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il comprend en outre des moyens déclenchement de la réaction thermique. 15. Dispositif thermodynamique selon revendications 8 et 13, caractérisé en ce que moyens de déclenchement de la réaction thermique sont constitués par des moyens de perforation (4) de cartouche (1) de manière à libérer le second réactif dans échangeur thermique (2). Dispositif thermodynamique selon revendications 9 et 13, caractérisé en ce que moyens de déclenchement de la réaction thermique sont constitués par des moyens de mise en contact d'au moins deux réactifs et des moyens de perforation (4) de cartouche (1) de manière à libérer un fluide dans l'échangeur thermique (2). 17. Dispositif thermodynamique selon les revendications 9 et 13, caractérisé en ce que les moyens de déclenchement de la réaction thermique sont constitués par des moyens de perforation (4) de la cartouche (1) de manière à libérer au moins un premier réactif dans l'échangeur thermique (2), et par moyens de libération d'au moins un deuxième réactif propageant dans l'échangeur thermique (2) pour réagir avec le premier réactif. 18. Dispositif thermodynamique selon revendications 10 et 13, caractérisé en ce que les moyens de déclenchement de la réaction endothermique sont constitués par des moyens de perforation (4) de cartouche (1) de manière à libérer le gaz comprimé dans l'échangeur thermique (2). 19. Dispositif thermodynamique selon revendications 14 à 17, caractérisé en ce que les moyens de perforation (4) de la cartouche (1) sont constitués par un poinçon perforant l'opercule de la cartouche (1). Dispositif thermodynamique selon l'une des revendications 6 à 18, caractérisé en ce que la cartouche (1) est fixée sur le dessus du dispositif. Dispositif thermodynamique selon l'une des revendications 6 à 18, caractérisé en ce que la cartouche (1) est placée dans un logement (31) adjacent au réceptacle (3). Dispositif thermodynamique selon l' quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en que échangeur thermique interne (2) présente forme hélicoïdale. Dispositif thermodynamique selon l' quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en que échangeur thermique interne (2) présente forme U muni d'ailettes. Dispositif thermodynamique selon l' quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il comprend en outre une réserve (9) produit lyophilisé apte à être déversé dans le contenu du réceptacle (3) suite au déclenchement de la réaction thermique. 25. Dispositif thermodynamique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en que le contenu du réceptacle (3) est compose d' boisson ou d'un aliment ou d'un médicament.