Brevet FR2836543A1 — publié le 20030829

L'invention est relative aux conteneurs isothermiques comprenant un compartiment cryogénique disposé dans la partie supérieure du conteneur au-dessus d'un compartiment de conservation recevant les produits devant être conservés à température sensiblement constante. Elle concerne plus spécialement les compartiments cryogéniques recevant un réservoir, par exemple en forme de tiroir monté coulissant sur des glissières et destiné à contenir un produit réfrigérant tel que du dioxyde de carbone en phase solide, c'est-à-dire en neige, granules, ou pains dont la sublimation libère les gaz froids compensant les entrées de chaleur à travers les joints entre le conteneur et sa porte et à travers l'isolant du conteneur. Le document EP-823 600 décrit un réservoir isolant et étanche en forme de tiroir, monté amovible dans le compartiment réfrigérant et divisant ce dernier en une zone de stockage d'une masse cryogénique et une zone de détente du gaz carbonique non transformé en neige, ce réservoir étant muni de moyens de raccordement à une source de dioxyde de carbone en phase liquide, de moyens retenant la neige carbonique mais laissant passer le gaz et de moyens d'évacuation de ce gaz vers un conduit d'aspiration extérieure. Dans la forme d'exécution décrite, la zone de stockage de la neige est séparée de la zone de détente du gaz par une paroi métallique fixée sur le fond du tiroir et garnie par une nappe poreuse au gaz, mais non à la neige. Pour permettre d'utiliser les mêmes réservoirs cryogéniques pour la conservation de produits frais et de produits surgelés, une forme d'exécution de ce réservoir est retournable à 1800, afin que son fond isolant puisse être tourné vers le bas ou vers le haut et inversement pour la paroi conductrice opposée à ce fond. Dans la demande de brevet français nOO1. 11755, non encore publiée au nom de la déposante, le réservoir cryogénique est en forme de boîte qui, ouverte vers le haut, est séparé, d'une part, dans la hauteur et par un complexe horizontal armature-nappe poreuse, d'une zone de détente supérieure, et d'autre part, dans la largeur et par une cloison interne étanche et isolante, en deux chambres de stockage, respectivement, une chambre avec un fond isolant pour le refroidissement de produits frais et une chambre avec un fond en matériau conducteur de la chaleur, pour le refroidissement des produits surgelés. La paroi frontale du tiroir comporte, en regard de chaque chambre, un moyen de raccordement avec un dispositif d'alimentation en dioxyde de carbone en phase liquide, tandis qu'un espace est ménagé entre le tiroir et le plafond du compartiment réfrigérant le recevant, pour favoriser la détente du gaz passant par une ouverture ménagée dans la paroi frontale du tiroir ou entre cette paroi et le plafond précité. Cette forme d'exécution permet, avec un même réservoir, d'assurer la conservation de produits frais ou de produits surgelés en sélectionnant la chambre dans laquelle doit être stockée la neige carbonique et en conséquence, permet d'éviter d'avoir à disposer, pour chaque conteneur, de deux séries de réservoir adaptés chacun à un type de conservation. Malgré la mise en place dans chacune des chambres d'un brise jet réduisant les effets de la pression d'injection, de l'ordre de 15 à 21 bars, il se révèle à l'usage que le complexe armature métallique-nappe poreuse est soumis, à chaque rechargement du compartiment cryogénique, à des efforts élevés qui parviennent parfois à affecter sa fixation sur le tiroir. De même, en raison des conditions de dilatation différentes de l'armature métallique et de la matière plastique constituant le réservoir, soumises toutes deux à une température de l'ordre de-80 C, il arrive que ce différentiel de dilatation provoque la rupture des organes de liaison entre le complexe armature-nappe et le réservoir, avec, pour conséquence, d'obliger à remplacer le réservoir défaillant. La présente invention a pour objet de remédier à cela en fournissant un réservoir renforcé remédiant à ces inconvénients, tout en conservant la polyvalence de ce réservoir. A cet effet, dans le réservoir selon l'invention, la nappe poreuse est plaquée sur la bordure périphérique du réservoir par une grille métallique qui est elle-même plaquée sur cette bordure par les ailes horizontales de profité métalliques en L ou en Z, fixés par leur autre aile contre la paroi, respectivement verticale ou horizontale correspondante du réservoir, cette fixation étant assurée par des vis se vissant dans des logements venant de moulage dans la paroi correspondante et traversant l'aile de fixation de chaque profilé par des lumières oblongues tolérant les dilatations, ladite grille prenant appui sur la nappe poreuse reposant sur le bord supérieur de la paroi interne de séparation par l'intermédiaire d'une barre métallique formant, avec la nappe, une barrière s'opposant au passage de la neige entre les deux chambres. Avec cette construction, lors de l'injection du dioxyde de carbone en phase liquide dans l'une ou l'autre des chambres, l'effort s'exerçant sur la grille et tendant à la soulever localement, permet à ses bords de se déplacer entre le bord périphérique du bac et les ailes des profilés de fixation, sans que ce déplacement ait des conséquences pour la grille, la nappe poreuse ou les moyens de fixation. De même, la rétraction de la matière plastique constituant le bac est sans conséquence sur la grille métallique et sur les profilés métalliques de fixation grâce, d'une part, au maintien par pinçage de la grille et à la présence de lumières oblongues sur les profilés. Il résulte de cela que le réservoir, ainsi équipé, a une plus grande longévité. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant une forme d'exécution d'un réservoir renforcé selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective éclatée montrant les différents composants du réservoir, Figures 2 et 3 sont des vues en coupe, respectivement, transversale et longitudinale du réservoir équipé de la grille, Figure 4 est une vue partielle montrant, à échelle très agrandie, et en coupe transversale, la zone d'appui du complexe armature-nappe poreuse sur la cloison de séparation des deux chambres, Figure 5 est une vue en élévation par l'arrière du réservoir, lorsqu'il est mis en place dans un conteneur. Dans ce dessin, la référence numérique 2 désigne le réservoir, 3 la nappe étanche à la neige et perméable au gaz carbonique, 4 une grille métallique, et 5 une paroi métallique diffusante. Le réservoir 2 a la forme générale d'une boîte ouverte vers le haut et est réalisé, par exemple, comme montré figure 4, par une peau en matière plastique 6, emprisonnant un matériau isolant, tel que air ou musse isolante 7. Ce réservoir comporte une paroi frontale 8, apte à obturer l'ouverture du compartiment réfrigérant d'un conteneur, non représenté, dans lequel il est engagé et positionné par coopération de la nervure 9 saillant de ses parois latérales et arrière dans des rainures complémentaires ménagées dans les parois du compartiment. Dans la forme d'exécution représentée, la nervure 9 est en position supérieure, mais il est évident qu'elle peut également être en position inférieure, en fonction de la structure des compartiments réfrigérants. Le réservoir est divisé par une cloison interne 10 en une chambre A pour le refroidissement des produits frais et en une chambre B pour le refroidissement des produits surgelés. La chambre A est équipée d'un fond isolant 12 duquel fait saillie une chandelle 13 servant à la fixation d'une structure brise jet 14. La chambre B comporte, dans son fond, une ouverture 15 qui est obturée par la paroi 5 en matériau conducteur de la chaleur, et par exemple, en aluminium. Dans la forme d'exécution représentée, cette plaque s'étend sur la presque totalité du fond du réservoir, mais elle peut s'étendre que sur une partie de celui-ci. La figure 2 montre que la plaque 5 est liée au bac par des profilés métalliques en Z 16 dont une aile horizontale est liée à la plaque 5 et dont l'autre aile est en appui sur le rebord 15a de l'ouverture 15. Les figures 1 et 2 montrent que la plaque 5 supporte une potence 17 qui assure le maintien d'un élément brise jet 14. Les deux éléments brise jet 14 sont constitués par un treillis métallique tubulaire, solidaire à une extrémité d'une patte de fixation 14a, à l'autre extrémité d'une bride circulaire 14b. La figure 3 montre que chaque bride 14b est fixée contre la face dorsale de la paroi frontale 8, au droit d'un conduit 18 traversant cette paroi. La fixation est assurée par des vis 19 traversant des canaux 20 ménagés dans la paroi et se vissant dans des trous taraudés ménagés dans la bride 14b. La tête des vis prend appui sur une contre bride 22, encastrée dans un logement 23 de la paroi frontale. La figure 2 montre que chacune des chambres A et B est obturée dans sa partie supérieure par la nappe 3 qui est destinée à retenir la neige carbonique se formant lors de l'injection de dioxyde de carbone en phase liquide, tout en laissant passer le gaz carbonique non transformé en neige. Celui-ci va dans la zone de détente ménagée dans le compartiment cryogénique du conteneur, au-dessus du réservoir, et, de là, est aspiré par des moyens extérieurs disposés en vis-à-vis de la paroi frontale du bac, et par exemple, en vis-à-vis de l'ouverture 21 formée dans son bord supérieur. Pour éviter que la pression d'injection chasse la nappe poreuse 3, celle-ci est plaquée sur le bord supérieur du réservoir 2 par la grille métallique 4, grille formée par des barreaux longitudinaux et transversaux, soudés les uns aux autres. Selon l'invention, cette grille a des dimensions légèrement inférieures à celles du rebord sur lequel elle vient en appui et est maintenue sur ce rebord par trois profilés métalliques en L, à savoir deux profilés latéraux 25 et un profilé postérieur 26, et par un profilé métallique en Z 27. Les figures 2 et 3 montrent que les ailes horizontales des profilés 25 à 27 viennent en appui sur le barreau correspondant de la grille 4, tandis que les ailes verticales des profilés 25 et 26 sont plaquées contre les parois verticales correspondantes des rebords du bac par des vis 28 se vissant dans des puits 29 formés lors du moulage du bac. La figure 1 montre que l'autre aile horizontale du profilé en Z 27 est également fixée par des vis 28, engagées dans des puits verticaux 31. La figure 1 montre que les trous 30 ménagés dans les profilés métalliques pour le passage des vis sont oblongs, c'est-à-dire sont orientés parallèlement à la direction longitudinale de l'aile qui les porte. Les moyens de maintien de la nappe poreuse 3 sur le réservoir 2 comprennent également une barre 32 qui, cylindrique, est disposée longitudinalement au dessus de la cloison 10 et qui est destinée à presser la nappe poreuse 3 sur le sommet de cette cloison par le seul effort de plaquage qui lui est communiqué par la grille 4. De préférence, et comme montré à la figure 4, la barre 32 s'engage dans une gorge semi cylindrique 33 qui est ménagée au sommet de la cloison. La barre 32, qui est représentée comme étant indépendante, peut aussi être soudée sur la grille 4 pour faciliter sa mise en place, et la rendre imperdable. Lorsque la nappe poreuse 3 est posée sur le bord périphérique supérieur du réservoir, la barre 32 est mise en place dans la rainure 33 puis, après pose de la grille 4, les profilés de fixation 25,26 et 27 sont mis en place et fixés par leurs vis respectives. Dans tous les cas, les profilés sont dimensionnés et conçus de manière que leur aile coopérant avec la grille forme, avec la contrepartie correspondante du réservoir, une sorte de mâchoire maintenant ladite grille, tout en tolérant ses déplacements relatifs par rapport à la mâchoire ainsi constituée. Comme le montre la figure 4, les barreaux 4a de la grille 4, qui sont parallèles et au voisinage de la barre 32, sont disposés de part et d'autre de la cloison 10 pour ne pas gêner le plaquage de cette barre dans sa gorge sous l'effort exercé sur elle par les barreaux 4b qui lui sont perpendiculaires. Avec cet agencement, lorsque l'une ou l'autre des chambres A ou B est chargée en neige carbonique, la pression résiduelle s'exerçant sur la nappe 3 et la grille 4, et tendant à conformer cette grille en dôme, est sans conséquence pour cette grille puisque ses bords peuvent, d'abord, se déplacer relativement par rapport aux ailes qui la pince sur le réservoir, puis ensuite, et en fin d'injection, revenir à leur position. Durant l'injection, la barre 32 plaquant la nappe poreuse 3 dans la gorge 33 forme un barrage étanche qui s'oppose au passage de la neige dans l'autre chambre et s'oppose à toute surconsommation inutile de dioxyde de carbone. Par ailleurs, lorsque en fin de chargement d'une chambre de refroidissement ou en fin de sublimation de la neige carbonique, les éléments en matière plastique, et les éléments métalliques sont soumis à des contractions ou à des dilatations de valeurs différentes, en raison de leurs coefficients de dilatation différents, ces différences sont sans conséquence sur le maintien de la grille 4 grâce aux trous oblongs 30 qui permettent à chacun des profilés de maintenir sa fonction de retenue, sans perturber les déplacements différentiels. Il est d'ailleurs précisé que chacun des profilés métalliques 25,26 et 27 a une longueur plus courte que la bordure du réservoir sur lequel il est fixé de manière que, dans chacun des angles, soient ménagés des espace ans profilé permettant la dilatation de ceux-ci. Dans la forme d'exécution représentée figure 5, la grille 4 est solidaire d'arceaux métalliques 4c saillant vers le haut. Lors de l'injection du dioxyde de carbone en phase liquide, ces arceaux viennent en contact avec le plafond 35 du logement 36 recevant le réservoir et limitant la déformation de la grille par la pression d'injection. Cela empêche que la nappe 3 vienne au contact du plafond et donne à la zone de détente 37 une hauteur minimale laissant le passage au gaz carbonique résiduel allant vers l'ouverture 21 ménagée dans la paroi frontale 8 du réservoir. Les arceaux assurent également la conservation de la hauteur minimale de la zone de détente 37 en cas de déformation du plafond 35, par exemple de déformation de sa peau. Dans les deux cas, ils garantissent la bonne évacuation du gaz pendant l'injection et l'obtention d'un rendement optimisé dans la transformation en neige du dioxyde de carbone en phase liquide. Ce dispositif fait appel à des éléments peu onéreux et simples à mettre en place et pouvant être réutilisés après d'éventuelles opérations de maintenance REVENDICATIONS 1. Réservoir cryogénique polyvalent renforcé pour compartiment réfrigérant de conteneur isothermique, ledit réservoir (2) étant isolant, en forme de boîte ouvert vers le haut et divisé par une cloison (10) interne et isolante en deux chambres (A et B) de stockage de neige carbonique, utilisables l'une ou l'autre, respectivement une chambre (A) avec un fond isolant, pour le refroidissement de produits frais, et une chambre (B) avec un fond en matériau conducteur de la chaleur et diffusant, pour le refroidissement de produits surgelés, chaque chambre étant alimentable en dioxyde de carbone en phase liquide par un moyen de raccordement indépendant (23) disposé sur la paroi frontale (8) du réservoir et communiquant, à travers un complexe armature (4)nappe (3) poreuse au gaz, avec une zone de détente du gaz carbonique non transformé, ladite zone étant ménagée entre le réservoir (2) et le plafond du compartiment réfrigérant, caractérisé en ce que la nappe poreuse (3) est plaquée sur la bordure périphérique du réservoir (2) par une grille métallique (4) qui est elle-même plaquée sur cette bordure par les ailes horizontales de profilés métalliques (25,26, 27) en L ou en Z, fixées par leur autre aile contre la paroi, respectivement verticale ou horizontale correspondante du réservoir, cette fixation étant assurée par des vis (28) se vissant dans des puits (29) venant de moulage dans la paroi correspondante, ces vis (28) traversant l'aile de fixation de chaque profilé (25 à 27) par des lumières oblongues (30) tolérant les dilatations, ladite grille (4) prenant appui sur la nappe poreuse (3) reposant sur le bord supérieur de la paroi interne (10) de séparation par l'intermédiaire d'une barre métallique cylindrique (32) formant, avec la nappe (3), une barrière s'opposant au passage de la neige entre les deux chambres (A et B). 2. Réservoir cryogénique polyvalent renforcé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les profilés métalliques de fixation (25 à 27) ont une longueur inférieure à la longueur de la bordure du réservoir (2) sur laquelle ils sont fixés pour ménager dans les angles des espaces sans profilé. 3. Réservoir cryogénique polyvalent renforcé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloison interne (10) comporte une gorge (33) débouchant de son bord supérieur pour positionner la barre cylindrique (32) de pincement de la nappe poreuse (3). 4. Réservoir cryogénique polyvalent renforcé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille (4) est formée par des barreaux (4a, 4b) perpendiculaires et les barreaux (4a), qui sont parallèles à la barre (32), de pincement de la nappe poreuse (3), sont répartis de manière que deux d'entre eux viennent de part et d'autre de cette barre (32) au-delà de sa zone d'appui sur la cloison (10), afin que seuls les barreaux (4b) qui sont perpendiculaires à cette barre (32) viennent en appui sur elle. 5. Réservoir cryogénique polyvalent renforcé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille (4) est solidaire d'arceaux (4c) saillant vers le haut et aptes à venir en contact avec le plafond (35) du conteneur pour limiter la déformation de la grille (4) ou du plafond (35), en donnant une hauteur minimale à la zone de détente (37) pour le gaz carbonique.