Brevet FR2839772A1 — publié le 20031121

amperes x tour (A.t). La presente invention est relative a une tete de congelation de tuyaux, du type comprenant un troncon de congelation presentant une region centrale qui definit un axe central de la tete et dans laquelle un fluide refrigerant est destine a circuler, et plusieurs faces laterales adjacentes les unes aux autres, au moins deux faces laterales comportant chacune un premier et un deuxieme evidements cylindriques de reception de tuyau, ces evidements etant adaptes pour recevoir respectivement des tuyaux de diametres differents et leurs axes longitudinaux formant un angle non nul avec l'axe central de la fete. Les fetes de congelation de tuyaux ont ete proposees depuis un certain temps pour permettre diintervenir sur un tuyau en charge tel qu'un tuyau d'une installation de chauffage central, sans avoir a vidanger ['installation. Pour cela, on applique deux fetes de congelation de part et d'autre du point d' intervention, et la circulation du fluide refrigerant dans chaque tete de congelation provoque la formation d'un bouchon de grace. Lorsque l' intervention est terminee, la fusion des deux bouchons de grace permet a l'eau de circuler de nouveau dans le tuyau. Bien entendu, les fetes de congelation peuvent s'appliquer a tout reseau de tuyaux dans loquel circule un milieu liquide. Des solutions ont ete proposees pour permettre de traiter des tuyaux de differents diametres avec la meme tete de congelation. Ainsi, une tete connue du type indique plus haut comporte sur deux faces laterales opposees des evidements a rayon de courbure variable, de sorte que chaque evidement peut recevoir plusieurs diametres de tuyaux. L'avantage de compacite resultant est cependant associe a une perte d'efficacite de l'echange de chaleur par rapport a des evidements de reception de tuyau habituels en forme de secteurs cylindriques ayant une section transversale a rayon de courbure constant. L' invention a pour but de fournir une tete de congelation multi-diametre qui presente a la fois une grande compacite et des performances thermiques satisfaisantes. A cet effet, l 'invention a pour objet une tete de congelation du type precise, caracterisee en ce que lesdits premier et deuxieme evidements vent prevus dans deux faces laterales adjacentes de la fete. La tete de congelation suivant l 'invention peut comporter une ou plusieurs des caracteristiques suivantes: - ledit troncon de congelation comporte un evidement de reception de tuyau dans chaque face laterale; au moins un evidement de reception de tuyau possede un axe longitudinal perpendiculaire a l'axe central de la tete; - au moins un evidement de reception de tuyau possede un axe longitudinal oblique par rapport a l'axe central de la tete; - les evidements de reception de tuyau audit troncon de congelation ont un plan median commun; - la tete de congelation comporte au moins deux troncons de congelation tels que definis ci-dessus, ces troncons se succedant suivant l'axe central de la tete; - la tete de congelation comporte une paroi d'extremite dans laquelle est prevu au moins un evidement additionnel de reception de tuysu; - la tete de congelation forme un adaptateur muni suivant l'axe central d'un trou central adapte pour recevoir un evaporateur sensiblement conjugue qui est relic a des conduites d'amenee et d' evacuation du fluide refrigerant; le trou central est muni d'au moins une gorge de reception d'un organe mecanique d'encliquetage de l'adaptateur sur l'evaporateur, notamment un jonc fendu ou une bille chargee par un ressort; - le trou central a un diametre progressivement decroissant; - l'adaptateur comporte une fente radiale; - le trou central a un diametre legerement inferieur au diametre exterieur de l'evaporateur; et - la region centrale forme une chambre fermee munie d'au moins un raccord pour l'amenee et lt evacuation du fluide refrigerant. L' invention a egalement pour objet un appareil de congelation comprenant un circuit frigorifique relic a deux evaporateurs, et au mains deux joux de deux adaptateurs dont chacun est tel que defini plus haut. L'invention a encore pour objet un appareil de congelation comprenant un circuit frigorifique relic a une tete de congelation telle que definie plus haut, dont la region centrale forme une chambre fermee munie d'au moins un raccord pour l'amenee et l' evacuation du fluide refrigerant. Des exemples de realisation de l' invention vont maintenant etre decrits en regard des dessins annexes, sur lesquels: - la Figure 1 represente schematiquement un appareil de congelation conforme a l 'invention; - la Figure 2 represente en perspective une tete de congelation formant adaptateur, suivant un premier mode de realisation de ['invention, destinee a l'appareil de congelation de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue de dessus de la tete de la Figure 1; - la Figure 4 est une vue prise en coupe suivant la ligne IV-IV de la Figure 3; - la Figure 5 est une vue en perspective diune variante de la tete de congelation de la Figure 2; la Figure 6 est une vue de dessus de cette tete; - la Figure 7 est une vue prise en coupe suivant la ligne VII-VII de la Figure 6; - la Figure 8 est une vue en perspective d'une autre variante de la tete de congelation de la Figure 2; - la Figure 9 est une vue de dessus de la tete de la Figure 8; - la Figure 10 est une vue prise en coupe suivant la ligne X-X de la Figure 9; - la Figure 11 est une vue en perspective d'une tete de congelation-evaporateur suivant un deuxieme mode de realisation de l' invention; - la Figure 12 est une vue de dessus de la tete de la Figure 11; - la Figure 13 est une vue schematique diun appareil de congelation de tuyau utilisant deux fetes de congelation telles que celle des Figures 11 et 12; et - la Figure 14 est une vue en perspective d'une variante de la tete des Figures 11 et 12. L'appareil 1 de congelation de tuyaux represente sur la Figure 1 comprend essentiellement un groupe frigorifique classique 2, relic a deux evaporateurs identiques 3A et 3B, et un jeu de padres d'adaptateurs 4A, 4B, 5A, 5B, etc.., adaptes pour stembolter etroitement sur les deux evaporateurs. Le groupe frigorifique 2 est relic aux deux evaporateurs par deux conduites souples coaxiales, 6A et 6B respectivement. Chaque evaporateur definit interieurement une chambre de vaporisation fermee 7 (Figure 4) dont la face d'extremite arriere est munie d'un raccord 9. Ce dernier permet de relier la chambre 7 a la conduite souple 6 correspondante, laquelle comporte un tube interieur 10 d'amenee d'un fluide refrigerant liquefie sous pression a la chambre 7, et un tube exterieur 11 d' evacuation du fluide refrigerant vaporise et detendu de cette chambre. La conduite 6 est. a son autre extremite, reliee au groupe frigorifique 2. Les deux adaptateurs de chaque padre, tels que 4A, 2 5 4B, vent identiques et correspondent a un certain nombre de diametres determines de tuyaux a congeler, tandis que les adaptateurs de padres differentes, par exemple 4A et 5A, vent differents et correspondent a des diametres differents de tuyaux a congeler. Par exemple, si tous les adaptateurs peuvent recevoir des tuyaux de quatre diametres differents, la premiere padre 4A, 4B correspond a des diametres de tuyau D1 a D4, la deuxieme padre 5A, 5B a des diametres de tuyau D5 a DS, etc L' appareil 1 comprend egalement des moyens de fixation detachable des adaptateurs 4, 5,... a des tuyaux a congeler, par exemple des bandes souples a fermeture >, comme ceci est bien connu dans la technique. Dans une variante non representee, les bandes souples vent remplacees par des sangles comportant un mecanisme de tension de la sangle a effet de cliques et debrayable pour liberer la tension. Les Figures 2 a 4, 5 a 7 et 8 a 10 representent trots types differents d'adaptateurs suivant ['invention, pouvant etre utilises dans l'appareil 1. L'adaptateur 4 represente sur les Figures 2 a 4 est destine a etre utilise avec un evaporateur 3 de forme exterieure cylindrique, represente schematiquement en traits mixtes sur la Figure 4. L'adaptateur 4 est un bloc metallique de forme generale parallelepipedique, traverse de part en part par un percage cylindrique 12 d'axe X-X, qui definit l'axe central longitudinal de l'adaptateur. L'adaptateur comporte deux faces d'extremite planes et paralleles, a savoir une face avant 13 et une face arriere 14, et quatre faces laterales a 18. Dans chaque face laterale est menage, a peu pres a mi-longueur suivant l'axe X-X, un evidement de reception de tuyau, respectivement 19 a 22, en forme de secteur de cylindre. Ces evidements ont chacun un rayon de courbure constant en section transversale, et les quatre rayons de courbure vent differents les uns des autres. Ainsi, chacun des evidements 19 a 22 est adapte pour epouser exactement le contour dinn tuyau a congeler de diametre respectif D1 a D4, ces diametres etant indiques sur la face avant 13 de l'adaptateur. La tete 4 forme ainsi un unique troncon de congelation T1. Par exemple, dans liexemple represente, les diametres D1 a D4 vent respectivement, en tournant dans le sens horaire a partir de la face superieure 15, 22, 15, 28 et 12 mm. Un tuyau T a congeler, de diametre exterieur D1, est indique sur la Figure 4, loge dans l'evidement 19. Les axes longitudinaux des quatre evidements vent perpendiculaires a l'axe X-X et vent contenus dans un meme plan median commun P des quatre evidements, ce plan etant perpendiculaire a l'axe X-X. Ainsi, chaque evidement debouche a chaque extremite dans l'evidement de la face adjacente de l'adaptateur. Une certaine elasticite est conferee a l'adaptateur 4 grace a une fente radiale 23 qui s'etend de la paroi interieure du percage 12 jusqu'a la face superieure 15. De plus, le percage 12 peut avoir un diametre legerement inferieur au diametre exterieur de l'evaporateur 3. Pour l'utilisation, on choisit deux adaptateurs identiques, par exemple deux adaptateurs 4, dont un evidement 19 a 22 a pour diametre, en section transversale, le diametre exterieur du tuyau a congeler, et on les enfile, legerement a force, sur les deux evaporateurs 3. Un contact thermique etroit est ainsi realise entre chaque evaporateur et son adaptateur. Puis on fixe chaque adaptateur a ['emplacement desire du tuyau a congeler, de part et d'autre du point d' intervention, au moyen des bandes de fixation ou analogues precitees. Le serrage de ces bandes, notamment dans le cas de bandes a fermeture a effet de cliquet, ameliore encore le contact de chaque adaptateur avec son evaporateur, grace a la fente 23. On met alors en marche le groupe frigorifique 2, de sorte que du liquide refrigerant est envoye sous pression via le tube interieur 10 dans la chambre 7, se defend et se vaporise dans cette chambre, et est evacue de la chambre via le tube exterieur 11. Comme on le comprend, la disposition des quatre evidements 19 a 22 sur les quatre faces laterales d'un parallelepipede, avec leurs axes longitudinaux perpendiculaires a l'axe central X-X, confere a la tete de congelation une grande compacite, c'est-a-dire qutelle comporte un grand nombre d'evidements differents dans un volume global reduit. Cette disposition confere egalement a la tete de congelation un rendement thermique eleve. L'adaptateur 4 des Figures 5 a 7 differe du precedent sous les aspects suivants. L'adaptateur ne comporte aucune fente radiale, et le trou central 12 est borgne et obture a l'un de ses extremites par une paroi frontale 24. Dans celle-ci est prevu un cinquieme evidement 25 en secteur de cylindre, dont le diametre de section transversale D5 est different de chacun des diametres D1 a D4 des evidements 19 a 22 des quatre faces laterales. Dans cette variante, dont la compacite est encore augmentee, l'evaporateur est maintenu en place, en butee contre la face interieure 26 de la paroi 24, grace a un jonc fendu 27 recu dans des gorges circulaires en regard, 28 et 29, de l'evaporateur et du trou borgne 12. Ainsi, l'echange de chaleur est encore ameliore puisque la face frontale de l'evaporateur echange de la chaleur avec une partie de l'adaptateur 4. Dans une variante non representee, le jonc fendu est remplace par un autre moyen mecanique d'encliquetage tel qu'une bille sollicitee par un ressort, ltensemble bille- ressort etant integre a l'evaporateur. L'adaptateur des Figures 8 a 10 differe de celui des Figures 1 a 3 sous deux aspects. D'une part, il comporte un second troncon de congelation T2, juxtapose au troncon T1 suivant l'axe X-X. Chaque face laterale 15 a 19 de l'adaptateur est ainsi munie d'un second evidement 30 a 33 d'axe perpendiculaire a l'axe X-X. Ces quatre evidements additionnels ont des axes longitudinaux respectivement paralleles aux evidements 19 a 22 situes dans les memes faces du parallelepipede, et leurs diametres D6 a D9 different des diametres D1 a D4. Ainsi, l'adaptateur 4 peut recevoir des tuyaux de huit diametres differents. Dans cet exemple, les evidements 30 a 33 du second troncon de congelation T2 ont un plan moyen commun P' parallele au plan P. Par ailleurs, le trou central 12 a un diametre progressivement decroissant d'une extremite a l'autre, et l'evaporateur 2 a une forme convergente conjuguee. Ceci assure un bon contact thermique entre l'evaporateur et l'adaptateur malgre les tolerances de fabrication. Les Figures 11 et 12 representent une tete de congelation 104 constituee par un bloc de forme generale parallelepipedique ferme a ses deux extremites, suivant l'axe X-X, et creux. Les quatre faces laterales 15 a 18 comportent chacune deux evidements, 19 a 22 et 30 a 33, comme dans liexemple des Figures 8 a 10, et la face d'extremite avant 13 comporte deux evidements paralleles 34 et 35, dont les axes longitudinaux vent paralleles entre eux et perpendiculaires a l'axe X-X. Ainsi, la tete 4 peut s' adapter a dix diametres differents de tuyaux a congeler. Par ailleurs, la face d'extremite arriere 14 de la tete de congelation est equipee d'un raccord 9 qui la relic directement a une conduite souple 6. Ainsi, la tete 104 constitue en meme temps un evaporateur de l'appareil de congelation 1, lequel comporte deux fetes 104 identiques en remplacement des deux evaporateurs 3 et des deux joux d'adaptateurs 4, 5,. .. de la Figure 1, comme schematise sur la Figure 13. La Figure 14 illustre une variante de la tete 104 des Figures 11 et 12 dans laquelle la tete de congelation comporte plus de quatre faces laterales, ici huit faces laterales, et certains des evidements de reception de tuyaux, references 36, 37, ont leurs axes longitudinaux orientes obliquement par rapport a l'axe central X-X, et inclines soit dans un sens (evidement 36), soit dans l'autre sens (evidement 37), tandis que les autres evidements ont comme precedemment leurs axes longitudinaux perpendiculaires a l'axe central X-X. Dans une autre variante non representee, la tete 4 ou 104 peut comporter des nombres differents devidements de reception de toyau sur ses differentes faces. Par exemple, elle peut comporter deux evidements de diametres relativement petite sur trots faces laterales, et un unique evidement de grand diametre sur sa quatrieme face laterale. REVENDICATIONS 1. Tete de congelation de tuyaux, du type comprenant un troncon de congelation (T1; T1, T2) presentant une region centrale qui definit un axe central (X-X) de la tete (4; 104) et dans laquelle un fluide refrigerant est destine a circuler, et plusieurs faces laterales (15 a 18) adjacentes les unes aux autres, au moins deux faces laterales comportant chacune un premier et un deuxieme evidements cylindriques (19 a 22; 19 a 22, 30 a 33; 36, 37) de reception de tuyau, ces evidements etant adaptes pour recevoir respectivement des tuysux (T) de diametres differents et leurs axes longitudinaux formant un angle non nul avec l'axe central (X-X) de la fete, caracterisee en ce que lesdits premier et deuxieme evidements vent prevus dans deux faces laterales adjacentes de la fete. 2. Tete de congelation suivant la revendication 1, caracterisee en ce que ledit troncon de congelation (T1; T1, T2) comporte un evidement de reception de tuyau (19 a 22; 19 a 22, 30 a 33; 36, 37) dans chaque face laterale (15 a 19). 3. Tete de congelation suivant la revendication 1 ou 2, caracterisee en ce qu'au moins un evidement de reception de tuyau (19 a 22; 19 a 22, 30 a 33) possede un axe longitudinal perpendiculaire a l'axe central (X-X) de la tete (4; 104). 4. Tete de congelation suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3, caracterisee en ce qu'au moins un evidement de reception de tuyau (36, 37) possede un axe longitudinal oblique par rapport a l'axe central (X-X) de la fete. 5. Tete de congelation suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3, caracterisee en ce que les evidements de reception de tuyau (19 a 22; 19 a 22, 30 a 33) audit troncon de congelation (T1; T1, T2) ont un plan median (P. P') commun. 6. Tete de congelation de tuyaux, caracterisee en ce qutelle comporte au moins deux troncons de congelation (T1, T2) tels que definis dans 1'une quelconque des revendications precedentes, ces troncons se succedant suivant l'axe central (X-X) de la tete (4;104). 7. Tete de congelation suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6, caracterisee en ce qu'elle comporte une paroi d'extremite (24) dans laquelle est prevu au moins un evidement additionnel (25; 34, 35) de reception de tuyau. 8. Tete de congelation suivant l'une quelconque des revendications precedentes, caracterisee en ce qutelle forme un adaptateur muni suivant l'axe central (X-X) d'un trou central (12) adapte pour recevoir un evaporateur sensiblement conjugue (3) qui est relic a des conduites (10, 11) d'amenee et d' evacuation du fluide refrigerant. 9. Tete de congelation suivant la revendication 8, caracterisee en ce que le trou central (12) est muni d' au moins une gorge (29) de reception d'un organe mecanique (27) d'encliquetage de l'adaptateur sur l'evaporateur (3), notamment un jonc fendu ou une bille chargee par un ressort. 10. Tete de congelation suivant la revendication 8 ou 9, caracterisee en ce que le trou central (12) a un diametre progressivement decroissant. 11. Tete de congelation suivant l'une quelconque des revendications 8 a 10, caracterisee en ce que l'adaptateur comporte une fente radiale (23). 12. Tete de congelation suivant la revendication 11, caracterisee en ce que le trou central (12) a un diametre legerement inferieur au diametre exterieur de lievaporateur (3). 13. Tete de congelation suivant l'une quelconque des revendications 1 a 7, caracterisee en ce que la region centrale forme une chambre fermee munie d'au moins un raccord (9) pour l'amenee et lievacuation du fluide refrigerant. 14. Appareil de congelation de tuyaux, caracterise en ce qu'il comprend un groupe frigorifique (2) relic a deux evaporateurs (3A, 3B), et au moins deux jeux de deux adaptateurs (4A, 4B, 5A, 5B) dont chacun est conforme a 1'une quelconque des revendications 8 a 12. 15. Appareil de congelation de tuyaux, caracterise en ce quail comprend un groupe frigorifique (2) relic a deux fetes de congelation (104) suivant la